Сборник № 2. Борьба за физическое мировоззрение - [46]

Для того чтобы отнять у этих консервативных систем обратимость, есть только одно средство, на которое указал уже Максуэлль и которое было использовано Гельмгольцем. Изменения, полученные Карно и Клапейроном, вполне обратимы до тех пор, пока любое состояние тела всецело определяется точкой на плоскости, двумя переменными. Если же тело, исследуемое классической термодинамикой, не проходит исключительно через состояния равновесия, если, например, не все его части обладают одинаковой температурой или одинаковой скоростью, если двух параметров недостаточно, чтобы определить проходимые им состояния, то перед нами уже появляется возможность необратимого теченья его изменений. Правда, и в этом случае могут мысленно обратить это течение, обособленно влияя на каждую из отдельных частей и учитывая не учтенные параметры; но исполнить это в действительности нельзя. Это очевидно, имеет силу и для того случая, когда для определения состояния тела с самого начала применяется более двух параметров; одно из двух: либо необратимость обусловливается здесь изменениями, не охватываемыми применяемыми параметрами, – либо некоторые параметры таковы, что мы не можем практически господствовать над ними и обращать их изменения. Все эти обстоятельства вполне могут быть выражены в терминах механического мировоззрения, например, по взглядам кинетической теории газов состояние некоторой массы газа в последнем счете определяется совсем иными заданиями, нежели давление, объем или температура; эти числа служат только для того, чтобы достаточно точно изобразить, так сказать, внешнюю или доступную нам картину имеющегося налицо состояния; в действительности же он может только тогда считаться вполне точно описанным, если известны положение и скорость любой молекулы или любого атома. Максуэлль пользуется здесь чрезвычайно меткой картиной (вызвавшей со стороны Целльнера совершенно несправедливую критику): если бы имелись существа, так называемые «демоны Максуэлля», которые могли бы видеть отдельные молекулы и влиять на движение их, то закон Карно-Клаузиуса утратил бы свою силу, этим существам достаточно было бы проделать в стене, разделяющей газы А и В, клапан и затем открывать этот клапан всякий раз, когда быстро движущаяся молекула вылетает из А, закрывать его для всех медленно движущихся молекул, норовящих выйти из А, и наоборот пропускать из В в А только медленно движущаяся молекулы; при таких условиях температура в В поднялась бы, причем на это не пришлось бы потратить никакой энергии.

Теоретически каждая система обратима; но практически дело обстоит иначе. Мы не в силах обратить движение земли вокруг солнца и вращение плоскости качаний маятника на поверхности вращающейся земли. В этих случаях энергия, теоретически необходимая для обращения процессов, недоступна нам по своей величине; в бесчисленных же микроскопических процессах непреодолимую трудность для обращения создает распределение энергии. Так, например, мы не в состоянии всецело обратить обычные сопротивления движения – трение и сопротивление среды – и тем компенсировать вызываемую ими потерю движения, не может также обратить движения разбивающейся волны или звучащего воздуха, хотя во всех этих случаях не может быть никакого сомнения о кинетической связи отдельных изменений. Как известно, механическое мировоззрение видит и там движение мелких частиц, где опыт свидетельствует нам о тепловых, электрических или химических явлениях. Главным образом применительно к этим, недоступным нам в качестве движений, гипотетическим процессам, Гельмгольц подверг разбору случаи необратимых движений и объединил их под общим названием случаев со скрытым движением. «Наша неспособность влиять на тепловые движения атомов и изменять их более непосредственным образом, чем нам это удается в действительности, зависит только от того, что мы не в силах направлять наши воздействия на отдельные определенные, движущиеся в определенном направлении атомы, а принуждены захватывать одновременно все атомы некоторого пространственного участка. Эта неспособность проистекает только из ограниченности находящихся в нашем распоряжении средств, но никак не из сущности движения».

Здесь можно было бы добавить, что сознание недоступности для нашего воздействия многих координат, очевидно, отнюдь не связано с механическим взглядом на природу. Ведь и в том случае, если часть координат не механической природы, остается все же возможность делить их на такие, которыми мы в состоянии вполне управлять, и такие, которые не подвержены нашему воздействию. На Любекском съезде я развивал эту идею несколько шире, чтобы описать с ее помощью явление необратимости. Но так как с тех пор Дюгем и Видебург достигли этой же цели гораздо более наглядными средствами и пользуясь более точными допущениями, то нет повода подробнее останавливаться на этой мысли.

2. Допущение, что есть в природе много координат, недоступных нашему воздействию, вполне достаточно для того, чтобы объяснить необратимость всех тех явлений, для описания коих потребны эти координаты; однако остается еще необъяснимым, по какой причине во всех явлениях господствует изумительная согласованность, в силу которой совокупность природных процессов движется в одном направлении, т. е. в сторону рассеяния энергии. Механическое мировоззрение должно не только механически истолковать, почему нельзя обратить любой процесс; оно еще должно объяснить, почему существующая энергия преимущественно превращается в энергию скрытых движений, а не наоборот, и почему, стало быть, энергия все более и более ускользает от нашего воздействия.