Философия
Шрифт:
Распространение действия второго начала термодинамики на всю Вселенную ведет к выводу, что со временем все виды энергии перейдут в тепловую, а последняя, в силу выравнивания температур, потеряет способность превращаться в другие виды энергии и Вселенная придет в состояние теплового равновесия, выход из которого естественным путем невозможен. Наступление состояния теплового равновесия будет означать тепловую смерть Вселенной. Теория тепловой смерти Вселенной не отрицает количественного сохранения энергии, но отрицает качественную неуничтожимость энергии и движения.
При всей своей внешней логичности и ссылках на фундаментальные законы физики теория тепловой смерти ведет к парадоксальным выводам. Вселенная существует бесконечно долгое время и в принципе должна бы уже давно достигнуть состояния теплового равновесия. Однако мы наблюдаем
Современная наука накопила много данных, свидетельствующих о несостоятельности этой концепции с естественнонаучной точки зрения.
Прежде чем подвергать критике теорию тепловой смерти Вселенной с позиций естествознания, следует напомнить, что, хотя сторонники этой теории апеллируют ко второму началу термодинамики, недопустимо отождествлять теорию тепловой смерти Вселенной с законом возрастания энтропии. Закон возрастания энтропии - хорошо обоснованный закон физики и критике не подлежит. Теория же тепловой смерти Вселенной - мировоззренческая концепция, которая базируется не столько на втором начале, сколько на попытке его экстраполяции на всю Вселенную, что предполагает ряд произвольных допущений о структуре Вселенной. Естественнонаучная критика этой теории направлена не против самого второго начала термодинамики, а против правомерности его экстраполяции на всю Вселенную.
В настоящее время естественнонаучная критика теории тепловой смерти Вселенной опирается на несколько доводов. Второе начало термодинамики было сформулировано для замкнутых изолированных систем. Кроме того, статистическая трактовка закона возрастания энтропии обязательно предполагает, что система должна состоять из сколь угодно большого, но конечного числа частиц. Только при этих условиях можно говорить о возрастании энтропии как переходе от менее вероятных к более вероятным состояниям системы. Но Вселенная не является изолированной системой, и она состоит из бесконечного числа частиц. Последнее означает, что все состояния в ней одинаково равновероятны и понятие термодинамического равновесия для ее характеристики оказывается неприменимым. Отсюда следует, что в основе рассматриваемой теории лежит неправомерная экстраполяция второго начала термодинамики с конечных замкнутых систем на бесконечную Вселенную.
По мнению многих ученых, решающий довод против теории тепловой смерти Вселенной следует из релятивистской термодинамики, которая учитывает действие во Вселенной гравитационных полей. Гравитационные поля имеют переменный характер, зависят от координат и времени и выступают в качестве внешних условий протекания во Вселенной термодинамических процессов. Термодинамическая система достигает состояния термодинамического равновесия, только если она находится в стационарных (не зависящих от времени) условиях. В силу наличия внешних нестационарных условий, в качестве которых выступают гравитационные поля, возрастание энтропии во Вселенной не ведет к достижению ее термодинамического равновесия. В свете данных релятивистской термодинамики теория тепловой смерти Вселенной теряет доказательный характер и обнаруживает свою несостоятельность.
Разрабатываемая в наше время концепция самоорганизации (синергетика) также убеждает нас в наличии природных сил антиэнтропийного характера.
Материя неуничтожима и в количественном, и в качественном отношениях. Все те формы движения и уровни структурной организации материи, которые уже известны (а наука, несомненно, обнаружит еще новые), заключены в самой материи, внутренне ей присущи, связаны между собой и способны при определенных условиях переходить друг в друга. Материя неотрывна от движения, от разнообразия, от самоорганизации.
2. Системность. Уровни структурной организации
Подобно движению, пространству, времени, отражению системность представляет собой всеобщее, неотъемлемое свойство материи, ее атрибут. Будучи характерной чертой материальной действительности,
В последнее десятилетие в связи с изменением представлений астрофизики о галактиках, их отношениях с окружением стал интенсивно обсуждаться вопрос о крупномасштабной структуре Вселенной. Выдвинуто предположение, что "единственное и наиболее важное утверждение, касающееся крупномасштабной структуры Вселенной, состоит в том, что в наибольших масштабах - 1000 Мпс (мегапарсек.
– П.А.) или больше - вообще отсутствует какая-либо структура... С другой стороны, в масштабах меньше 50 - 100 Мпс существует большое разнообразие структур. Это скопления и сверхскопления галактик" ("Крупномасштабная структура Вселенной". М., 1981. С. 452). Такая идея встречает справедливые возражения. По-видимому, надо уточнить понятия, и прежде всего понятие структуры. Если иметь в виду только некоторые структуры макромира или микромира, то, быть может, мегамир и "бесструктурен".
Структурность - это внутренняя расчлененность материального бытия. И сколь бы широк ни был диапазон мировидения науки, он постоянно связан с обнаружнием все новых и новых структурных образований. Если раньше взгляд на Вселенную замыкался галактикой, затем расширился до системы галактик, то теперь изучается Мегага-лактика как особая система со специфическими законами, внутренними и внешними взаимодействиями. Представление о структурности шаг-нуло до масштабов, превышающих 10 см, т.е. до 20 миллиардов световых лет. Речь идет не о спекулятивно сконструированной структурности (как в случае с гипотезой "бесструктурной Вселенной"), а о системности Вселенной, устанавливаемой средствами современной астрофизики. Да и самые общие соображения указывают на необоснованность отмеченной гипотезы: отказывая большему в структурности, невозможно принимать структурность меньшего; следствием должно быть утверждение и об отсутствии структуры части той же Вселенной, чего пытается избежать данная гипотеза. Возможна также разная степень структурированности каких-то сфер и масштабов Вселенной и принятие за "бесструктурность" слабо выраженной структурности относительно высокоразвитых структурных образований. Философские соображения и частнонаучные данные говорят в пользу положения о том, что в целом неорганическая природа есть самоорганизующаяся система, состоящая из развивающихся и взаимосвязанных систем различного уровня организации, не имеющая начала и конца.
Материя бесконечна структурно и в масштабах микромира. Ныне все больше подтверждений получает кварковая модель структуры ад-ронов, что ведет к преодолению представления о бесструктурности элементарных частиц (протонов, нейтронов, гиперонов и др.).
Это не означает, что структурную бесконечность материи нужно понимать как бесконечную делимость вещества. Современная физика подошла к такому рубежу, когда выявляются новые возможности в трактовке вопроса. Академик М.А. Марков, например, отмечает трудность, связанную с дальнейшей экстраполяцией понятия "состоит из..." на микромир. Если частица малой массы, пишет он, заключена в очень малом объеме, то, по соотношению неточностей Гейзенберга, ее кинетическая энергия возрастает с уменьшением этой области таким образом, что с неограниченным уменьшением этой области кинетическая энергия частицы и, следовательно, ее полная масса стремятся к бесконечности. Таким образом, оказывается, нельзя построить бесконечно "мелкую" структуру данного объекта данной массы, пытаясь строить его механически из частиц меньших масс, занимающих все меньшие объемы в структуре данного объема. Возникла идея строить частицы из более фундаментальных частиц, обладающих большими массами. Уменьшение массы результирующей системы возникает за счет сильного взаимодействия тяжелых частиц, составляющих систему. На этой основе - построение П-мезонов из более тяжелых нуклонов и антинуклонов, нуклонов - из частиц еще больших по массе - кварков (см.: Марков М.А. "О природе материи" М., 1976. С. 136 141). И в этой новой ситуации, как видим, материя не перестает быть структурно организованной.