§ 72. О ТАК НАЗЫВАЕМОЙ «ТЕПЛОВОЙ СМЕРТИ ВСЕЛЕННОЙ»

Как указывалось в § 70, энтропия всех тел, участвующих в реальных (необратимых) процессах, возрастает:

при этом в изолированной системе процессы прекращаются при достижении максимального значения энтропии (термодинамического равновесия).

Во второй половине прошлого века Клаузиус, а за ним и некоторые другие ууеные на основе (72.1) выдвинули гипотезу о так называемой «тепловой смерти Вселенной». Свой вывод из второго начала относительно процессов в замкнутой Вселенной Клаузиус сформулировал так: «Энергия мира остается постоянной, энтропия мира стремится к максимуму». Согласно такому утверждению во Вселенной все процессы протекают в сторону установления термодинамического равновесия; все разности температур между отдельными небесными телами должны выравниваться, и со временем мир погрузится в состояние повсеместного равномерного распределения температур («тепловой смерти»). Во Вселенной, если бы это случилось, исчезли бы все причины, способные вызвать какие-либо процессы.

Реакционные взгляды Р. Клаузиуса были подвергнуты уничтожающей критике Ф. Энгельсом с позиций диалектического материализма. В «Диалектике природы» он по этому поводу писал: «В каком бы виде ни выступало перед нами второе положение Клаузиуса и т. д., во всяком случае, согласно ему, энергия теряется, если не количественно, то качественно. Энтропия не может уничтожаться естественным путем, но зато может создаваться. Мировые часы сначала должны быть заведены, затем они идут, пока не придут в

состояние равновесия, и только чудо может вывести их из этого состояния и снова пустить в ход. Потраченная на завод часов энергия исчезла, по крайней мере в качественном отношении, и может быть восстановлена только путем толчка извне. Значит, толчок извне был необходим также и вначале; значит, количество имеющегося во вселенной движения, или энергии, не всегда одинаково; значит, энергия должна была быть сотворена; значит, она сотворима; значит, она уничтожима»

Приведенное высказывание Энгельса — одно из философских обоснований полной несостоятельности «теории тепловой смерти». Энергия имеет не только количественную, но и качественную сторону. Качество энергии заключается в неуничтожаемой способности ее превращений из одних видов в другие, чем и обусловлена непрерывная изменчивость окружающего нас мира. Всякое же равновесие в тех или иных материальных объектах будет временным; абсолютного покоя, безусловного равновесия несуществует.

Согласно современным представлениям, во Вселенной существуют процессы и силы, которые препятствуют достижению термодинамического равновесия в представлении Клаузиуса. В частности, действие сил гравитации приводит к тому, что вещество во Вселенной не может быть распределено равномерно, а образует сгустки (планеты, звезды, галактики). В достаточно массивных телах (в звездах) благодаря гравитации создаются условия, способствующие протеканию термоядерных реакций с выделением энергии в виде электромагнитной энергии квантов излучения и кинетической энергии участвующих в реакциях частиц. Все эти процессы сопровождаются превращением энергии из одних форм в другие.

Второе начало термодинамики в форме (72.1) подтверждается всеми лабораторными опытами и обширной технической практикой. Опыты показывают, что если небольшие объекты изолировать от внешних воздействий, то в них устанавливается термодинамическое равновесие, характеризуемое максимумом энтропии. В то же время на основании такого рода опытов нельзя делать заключение о том, что во всем мире существует общая тенденция к установлению термодинамического равновесия. В этом плане интересно сопоставление фактов из другой области. Известно, например, что механическое равновесие систем соответствует минимуму их потенциальных энергий. Но тем не менее согласно более общим законам механики (законам сохранения) абсурдно утверждать, что все механические явления протекают в сторону установления механического равновесия, характеризуемого минимумом энергии взаимодействия тел. Если бы группа людей, не выходя за пределы своих лабораторий, открыла бы принцип минимума потенциальной энергии, то, не имея сведений о законах динамики, она, несомненно, пришла бы к ложному заключению о единственной возможности

течения механических изменений в сторону установления неизбежного механического равновесия.

Второе начало термодинамики в форме (72.1) не является абсолютным законом природы, каким, например, выступает закон сохранения энергии. Существует нижняя граница применимости второго начала: оно неприменимо к микросистемам, например к описанию поведения броуновских частиц. Существует также и верхняя граница применимости этою закона — возрастание энтропии нельзя считать единственной тенденцией развития явлений астрономических масштабов. Необоснованность гипотезы о «тепловой смерти Вселенной» заключается в незаконном экстраполировании второго начала на астрофизические тела.

В природе в космических масштабах нет и не может быть какого-либо термодинамического равновесия. Сущность вещей гораздо сложнее, чем та картина, которая представляется на основе антинаучного абсолютизирования идеи неизбежного замирания процессов передачи и превращения энергии.