История с энтропией

 

II. РЕШЕНИЕ СМОЛУХОВСКИМ ПРОБЛЕМЫ НЕОБРАТИМОСТИ. НЕОБРАТИМОСТЬ КАК СУБЪЕКТИВНОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ.

Подытоживая, скажем, что специалистами достаточно понято, что проблему в лоб не возьмешь: прямолинейным образом ни сама статистическая вероятность, ни необратимость из самой механики непосредственно не следуют, не порождаются ею. В такой ситуации высказывались разные мнения - с тем или иным выводом - относительно способов разрешения проблемы. Мы здесь их не будем обсуждать, так как они сводятся в основном к недостаточно оправданным предложениям и попыткам сменить тип микромеханики ([1,4,6]). Тем не менее попытки вывести термодинамику и статфизику из самой механики продолжаются, потому что никаких других возможностей не усматривают. Не усматривают несмотря на то, что уже столетие назад М.Смолуховский [7] (а до него в более предположительной форме об этом говорил А.Пуанкаре [8]) в решение проблемы необратимости ввел новый для физики элемент - субъекта, и ввел с большим успехом. Подчеркиваю: именно субъекта, а не стандартного для физики наблюдателя. Разница между ними в том, что обычный наблюдатель был совершенно объективен и бесстрастен, он как бы просто переводил происходящее на язык формул, на бумагу, в то время как наблюдатель Смолуховского имел некоторые человеческие слабости: зрение у него было не идеальным и наблюдать бесконечно долго - что же произойдет в конце концов - он не мог (так сказать, по техническим причинам).

Этих факторов оказалось достаточно, чтобы получить интерпретацию необратимости, согласованную с механикой и сразу же принятую физиками как вполне естественную. Однако в последующем в формальный аппарат обоснования статмеханики ни 1) конечная точность, ни 2) конечное время наблюдений, ни (скажем еще подробнее) 3) несуществен­ность для наблюдателя возможных, но чрезвычайно маловероятных событий типа самопроизвольного образова­ния сильно неравновесных состояний не были включены в явном виде. Поэтому десятки лет исследователи и стояли в недоумении перед проблемой сплошного (или “всюду плот­ного”) зачерчивания фазовой траекторией микросистемы необходимого в статистике фазового объема, что невоз­можно [4] (или слишком долго [2]). А ведь существенно использованная Смолуховским неточность наблюдения практически эквивалентна замене фазовой траектории (т.е. бесконечно тонкой линии) трубкой с сечением конечной площади. Трубка заполнила бы конечный объем за ограниченное время, что в действительности и требуется получить. По поводу неадекватного применения математиче­ского аппарата в обосновании статистики можно было бы еще много говорить. В общем почти все делалось так, как будто только механика сама по себе в некоторых обстоятель­ствах порождает статистические и термодинамические закономерности, что как раз и невозможно.

Причина же, по которой продолжают игнорировать использованные Смолуховским особенности наблюдения - привычка, традиция смотреть на физику чисто объекти­вистски. Показательно в этом отношении заявление Ландау и Лифшица в книге “Статистическая физика” именно в связи с подходами к решению проблемы необратимости ([1], с. 47-48): “...связывание физических законов со свойствами наблюдателя, разумеется, совершенно недопустимо.” Из этой методологической установки, отвергающей подход Смолу­ховского (хотя о Смолуховском там не говорится), закономерно следует цитировавшийся выше их вывод о нерешенности проблемы необратимости.

Пригожин также не согласен с интерпретацией нео­братимости как “иллюзии” (т.е. впечатления, возникающего у не слишком объективного наблюдателя) ([3], стр. 33) и с конструктивным вкладом неточности наблюдения - “грубого зернения системы” ([9], стр. 201) - в порождение этого впечатления. В то же время он знал, что самостоятельно необратимость из механики не следует (там же). Поэтому он и попытался ввести добавочный закон природы. Однако при этом возникли указанные выше нетерпимые несообразности.

В действительности же неточность наблюдения используется чрезвычайно широко и по существу, хотя в большой степени неосознанно и непоследовательно. Так, когда поняли, что сплошь зачертить фазовый объем фазовой траекторией механической системы невозможно ([10], [11], [4], [6] и др.), что требовалось для равенства средних по ансамблю средним по траектории, это требование ослабили до “всюду плотного” зачерчивания - такого, при котором траектория не проходит через все точки, но заходит в любую окрестность любой допустимой внешними ограничениями фазовой точки: эргодическую гипотезу заменили квазиэрго­дической. Но это ослабление может быть оправдано только некоторым безразличием (допустимыми ошибками) наблюдателя. Иначе понятию окрестности точки неоткуда появиться.



 
2007-2017. © В.Б. Губин - собрание книг автора.
Для связи с администрацией используйте форму обратной связи