28. Концепция необратимости и термодинамика.

В классической науке (19 в.) господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что в энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.е. хаос. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием образцовой физической дисциплины – равновесной термодинамики.

Эта наука занимается процессами взаимопревращения различных видов энергии. Ею установлено, что взаимные превращения тепла в работу неравнозначны. Работа может полностью превратиться в тепло трением или другими способами, а вот тепло полностью превратить в работу совершенно невозможно. Это означает, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность! Знаменитое второе начало термодинамики звучит так: Теплота переходит самопроизвольно от холодного тела к более горячему.

Закон сохранения энергии (первое начало термодинамики) в принципе не запрещает подобного перехода, лишь бы количество энергии сохранялось в прежнем объёме. Но в реальности такого никогда не происходит. Вот эту-то односторонность, однонаправленность перераспределения энергии в замкнутых системах и подчёркивает второе начало.

Для отражения этого процесса в термодинамику было введено новое понятие – энтропия. Под энтропией стали понимать меру беспорядка системы. Более точная формулировка второго начала термодинамики: При самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает.

Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это – наиболее простое состояние системы, или состояние термодинамического равновесия, при котором движение частиц хаотично. Максимальная энтропия означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.

Общий итог достаточно печален: необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах рано или поздно приведёт к превращению всех видов энергии в тепловую, которая рассеется, те в среднем равномерно распределится между всеми элементами системы, что и будет означать тернодинамическое равновесие, или полный хаос.