Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям73

Энтропия – это мера хаоса.

Мера статистического усреднения. Чем более усредне-на система, чем меньше она способна совершить рабо-ту, тем больше в этой системе энтропии. Один из зако-нов физики гласит: энтропия в любой закрытой системе может только расти или по крайней мере не убывать. Причем не убывать она может только в одном случае – если уже достигла максимума. Если система умерла.

Рост энтропии – это рост хаоса, это усреднение, уми-рание, деградация, разрушение. Стрела времени – это стрела энтропии.

В рисунках с газовыми баллонами, приведенными ра-нее, сверху система, обладающая минимальной энтро-пией, а снизу, после усреднения – максимальной.

Но почему физика уточняет, что энтропия растет только в закрытых системах? И что такое закрытая система?

Закрытой является система, которая не обменивается с окружающей средой массой и энергией. А если об-менивается, то уже становится открытой.

Когда физиками были осознаны законы термодинамики, – а их естественным следствием стала будущая тепловая смерть вселенной, – физики немного огорчились. Им жалко стало нашего мира. А церковь, наоборот, обрадо-валась. В термодинамике они увидели свой шанс.

Дело в том, что бурное развитие наук в XVI–XIX веках очень сильно потеснило разного рода мифологические доктрины. Наука стала объяснять то, что раньше объяс-нялось только наличием богов и ангелов, и конструиро-вать такие вещи, которые с помощью религии сделать было нельзя. Люди стали все больше смеяться над про-шлыми наивными представлениями о мире, которые им продавала церковь, и авторитет церкви начал стреми-тельно падать. В конце концов на рубеже XVIII–XIX ве-ков на волне социальных революций люди стали в мас-совом порядке отказываться от религиозных сказок.

И тут наука преподнесла религии неожиданный пода-рок. Из законов термодинамики вытекало два нео-провержимых следствия и один неприятный для нау-ки вопрос.

Первое следствие. Раз все в этом мире по естественному течению событий может только портиться и разрушаться, раз вся энергия в конце концов переходит в тепло и рас-сеивается в пространстве, значит, мир имел начало

и был создан богом с запасами энергии. Которые мы те-перь и тратим в свое удовольствие. А ведь именно о со-творении мира и говорили всегда попы!

Второе следствие. Раз мир ждет неизбежная тепловая смерть, значит, настанет конец света. Как и учит церковь!

А неприятный вопрос состоял вот в чем... Если все может только усредняться и портиться, упрощаться и деградировать, почему же мы вокруг наблюдаем столь прекрасный мир? Из маленького зерна произ-

растают огромные деревья. Растут люди, усложняются общества, строятся дома. Мир развивается, а вовсе не деградирует! Как это соотносится с законом о нараста-нии энтропии? Нет ли в этом промысла божьего?

Ответ на первое следствие наука дала в ХХ веке. Мир действительно имел начало, он произошел в результате так называемого Большого взрыва, причиной кото-рого послужила банальная квантовая флуктуация. Правда, устройству вселенной и ее возникновению нужно посвятить отдельную книгу...

Что же касаемо конца света, то каков он будет, пока еще не вполне понятно и зависит от многих факторов, которые еще предстоит изучить – является вселенная открытой системой или закрытой, ждет ли ее беско-нечное раздувание или схлопывание и т.д.

Но самое замечательное, что в том же ХХ веке был дан ответ на главный вопрос: отчего же вокруг нас проис-ходит развитие, если законы термодинамики требуют неизбежной деградации?

Ответ этот довольно прост: наша планета не является закрытой системой. Напротив! На нее буквально пото-ком льется солнечная энергия, благодаря которой

и происходит мощнейшая работа эволюции по проти-водействию энтропийному давлению. Приток свобод-ной энергии и является причиной эволюции, то есть по-стоянного усложнения систем, которые с помощью это-го усложнения конкурируют между собой за свободную энергию. Кто сложнее – тот и обыгрывает конкурентов.

Даже совсем простые системы, если их накачивать энергией извне, склонны создавать некие упорядочен-ные структуры. Например, вихри конвекции, как в ки-пящей кастрюле.

А что такое человек, биосфера, цивилизация? Это слож-ные устойчивые неравновесные системы. Поясню.

Бывают системы устойчивые и неустойчивые.

Бывают равновесные и неравновесные.

Если воду не подогревать, она спокойна и находится в равновесии со средой. Но если ее начать накачивать энергией

путем разогрева на газу, в воде тут же об-разуются устойчивые вихри конвекции – горячая вода от дна поднимается кверху, а охлажденная валится вниз. Внимательно почитайте далее текст об устойчивости

и равновесии!

Скачано с www.znanio.ru