Сборник № 2. Борьба за физическое мировоззрение - [47]

Для этого у механического мировоззрения есть только одно объяснение, а именно – вероятность природных явлений, на которую обращено особое внимание со времени выработки кинетической теории газов. Правда, Томсон и Тэт разделили неконсервативные системы на аккумулятивные и диссипативные40. He-консервативность первых обязана своим происхождением силам, зависящим только от положения, не-консервативность вторых вызывается силами, зависящими от скорости. Однако, выраженная в такой формуле особенность диссипативных процессов не может быть использована для кинетической гипотезы по причинам, указанным выше.

Остается только допустить, что в природе гораздо больше скрытых движений, чем доступных нашему влиянию, так что, как говорит Герц, по теории вероятности очень незначительны шансы на то, чтобы энергия переливалась именно из этого огромного числа скрытых движений в небольшую группу подверженных нашей воле движений.

О событиях молекулярного мира мы обладаем только, так сказать, статистическим знанием, мы не такие существа, как максуэллевы «демоны», которые способны влиять на движения отдельных молекул, мы орудуем только над средними результатами этих движений.

Лошмидт41первый указал на то, что механика консервативных систем несовместима со вторым законом термодинамики. Если в некотором движении В все материальные точки в начале, в момент времени О занимают те же места, которые однажды уже были заняты ими во время другого, раньше произведенного ими, движения А в некоторый момент t, и при этом обладают теми же, только противоположно направленными скоростями, то точки эти во время движения В пройдут через те же состояния, что и во время движения А, только в обратном направлении, – и в момент t дойдут до конечного состояния, которое было для движения А начальным. Поэтому, если держаться обычного представления, что величины d Q и θ зависят только от состояния системы, – причем, разумеется, все вообще материальные точки мира, вступающие во взаимодействие во время движения, должны быть причислены к данной системе, то очевидно, что, если интеграл ∫ d Q : θ взятый на протяжении движения А, равен нулю или положителен, он будет равен 0 или положительной величине и на протяжении движения В. Отсюда следует, что тщетны все попытки вывести закон возрастания энтропии из механики, ибо не только природа участвующих в процесс тел и сил, но и начальные условия процесса определяют возрастание или убывание той функции, которую надо рассматривать как энтропию механической системы.

В этом рассуждении Лошмидта Больцманн42видит только заманчивый софизм. Он приводит такой пример. В закрытом сосуде находится бесконечное количество абсолютно эластических шаров, распределение которых и по скученности и по скоростям совершенно беспорядочно. По теореме Лошмидта выходит, что движение этих шаров не приведет к равномерному распределению. Действительно, если в момент времени t они оказались бы почти равномерно перемешанными, тогда как в момент времени О они распределены неравномерно, то приняв момент их почти равномерного распределения за исходный, мы должны были бы признать, что, по истечении времени t, распределение станет совершенно беспорядочным.

Эти сомнения устраняются Больцманном ссылкой на вероятность событий. «Нельзя представить точного доказательства, что по истечении некоторого времени t смещение шаров необходимо станет равномерным, каково бы ни было их распределение в начале времен… ибо всякое, даже самое беспорядочное распределение может считаться только в высшей степени невероятным, но не абсолютно невозможным». Каждое отдельное распределение – независимо от того, равномерное ли оно или беспорядочное – обладает одинаковой вероятностью на осуществление; «только по той причине, что существует гораздо больше равномерных распределений, чем неравномерных, можно говорить о большей вероятности того, что с течением времени распределение выровняется. Нельзя, стало быть, доказать, что каковы бы ни были положения и скорости шаров в начале движения, распределение после некоторого очень длинного промежутка времени должно стать равномерным; можно только сказать, что на протяжении некоторого промежутка времени к равномерному распределению состояния ведет несравненно большее число начальных состояний, чем к неравномерному, и что и в последнем случае по истечении еще большого промежутка распределение станет равномерным».

Дальше этого объяснения43мы не двинулись и по сей день, несмотря на теорию скрытых движений.

3. Впрочем, это объяснение отягощено большой трудностью или, по крайней мере, весьма неудобным сомнением. Как бы велика ни была вероятность того, что природные события движутся в сторону рассеяния энергии, во всяком случае остается возможность обратного течения, а так как бесконечность пространства и времени дает место безграничному числу комбинаций, то с точки зрения теории вероятности приходится допустить, что могут наступить периоды и могут быть найдены области вселенной, где природа обнаруживает к рассеянию энергии отвращение, вместо указываемой Планком «симпатии». Поэтому ради механистической гипотезы приходится согласиться, что течение природных явлений может при случае и «обратиться»; приходится допустить, что дитя при случае может вернуться в утробу матери, если только хочешь сохранить гордую уверенность, что роды происходят по лагранжевым дифференциальным уравнениям при помощи консервативных сил.