Тепловая смерть Вселенной

И, наконец, третья причина: как сам принцип Клаузиуса, так и попытки разрешения выдвинутого  на его основе термодинамического парадокса  предвосхитили одну из черт постнеклассической науки _ включенность гуманистических  факторов в идеалы и нормы объяснения, а также доказательности знаний. Эмоциональность, с какой на протяжении более сотни лет критиковали  принцип Клаузиуса, выдвигали различные  его альтернативы, анализировали  возможные схемы антиэнтропийных  процессов, имеет, пожалуй, мало прецедентов  в истории естествознания - и классического, и неклассического. Принцип Клаузиуса  явно апеллирует к постнеклассической науке, которая включает „человеческое  измерение”. Естественно, в прошлом  эта особенность рассматриваемых  знаний еще не могла быть по-настоящему осознана. Но сейчас, ретроспективно, некие "зародыши" идеалов и норм постнеклассической науки мы находим в этих старых дискуссиях.

Флуктуационная  гипотеза, космологическая гипотеза Л. Больцмана, согласно которой весь наблюдаемый звёздный мир, включая Солнечную систему, является одной из грандиозных флуктуаций во Вселенной, находящейся в целом в состоянии термодинамического равновесия ("тепловой смерти" Вселенной). Распространение второго начала термодинамики на системы космологического масштабов приводило к выводу о неизбежности для этих систем, а в конечном счёте и для всей Вселенной, конечного состояния термодинамического равновесия (максимума энтропии), при котором невозможны какие бы то ни было макроскопические изменения и движения, существование организованных структур любой природы. В то же время наблюдаемая нами часть Вселенной далека от такого состояния. В качестве возможного объяснения этого противоречия (парадокса) и была предложена Ф. г. (80-е гг. 19 в.). В рамках статистической термодинамики существование неравновесных подсистем в равновесной системе возможно, хотя и мало вероятно. Согласно же Ф. г., в равновесной Вселенной, если она достаточно велика, должны возникать не только малые, но и грандиозные (и тем более маловероятные) флуктуации.

Ф. г. была наиболее выдающейся попыткой преодолеть упомянутый парадокс в рамках классической (дорелятивистской) физики и космологии. Однако, сточки зрения физики, вероятность флуктуации нужных масштабов настолько мала, а время ожидания её появления  настолько велико, что различие между  понятиями "маловероятно" и "невозможно" становится, в сущности, формальным. С мировоззренческой точки зрения представляется неудовлетворительным, что существование жизни (и вообще организованных структур) оказывается  почти чудом, и, Т.о., парадокс тепловой смерти, по сути дела, не устраняется, а  всего лишь смягчается. Как и другие космологические парадоксы, этот парадокс вообще не мог быть последовательно  преодолен в рамках классической физической картины мира: к явлениям космологического масштаба применима  не классическая, а релятивистская физика (в частности, релятивистская термодинамика). Английский физик Р. Толмен показал (1928), что учёт тяготения ведёт к выводу, неожиданному с точки зрения классической термодинамики: энтропия системы может расти безгранично, не достигая какого-либо конечного состояния с максимальной энтропией.

Заключение Тепловая смерть Вселенной - это вывод о  том, что все виды энергии во Вселенной  в конце концов должны перейти  в энергию теплового движения, которая равномерно распределится  по веществу Вселенной, после чего в  ней прекратятся все макроскопические процессы.

Согласно второму  началу термодинамики, любая физическая система, не обменивающаяся энергией с  другими системами (для Вселенной  в целом такой обмен, очевидно, исключен), стремится к наиболее вероятному равновесному состоянию - к  так называемому состоянию с  максимумом энтропии.

Однако ещё  до создания современной космологии были сделаны многочисленные попытки  опровергнуть вывод о тепловой смерти Вселенной. Наиболее известна из них  флуктуационная гипотеза Л. Больцмана (1872), согласно которой Вселенная  извечно пребывает в равновесном  изотермическом состоянии, но по закону случая то в одном, то в другом её месте иногда происходят отклонения от этого состояния; они происходят тем реже, чем большую область  захватывают и чем значительнее степень отклонения.

На сегодняшний  день у данной теории также имеются  как сторонники, так и противники. Несомненно то, что в настоящее  время необходим новый взгляд на эту, казалось бы, довольно хорошо изученную  проблему.

Литература 

1. Концепции  современного естествознания. / под  ред. проф. С.А. Самыгина, 2-е изд. - Ростов н/Д: "Феникс", 1999. - 580 с.

2. Дубнищева  Т.Я. Концепции современного естествознания. Новосибирск: Изд-во ЮКЭА, 1997. - 340 с.

3. Пригожин  И. От существующего к возникающему. М.: Наука, 1985. - 420 с.

4. Ремизов  А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Высшая школа, 1999. - 280 с.

5. Станюкович  К.П. К вопросу о термодинамике Вселенной // Там же. С.219-225.

6. Суорц  Кл.Э. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. Т.1. - М.: Наука, 1986. - 520 с.

7. О  человеческом времени. - "Знание-Сила", №, 2000 г. С.10-16

8. Цицин  Ф.А. Понятие вероятности и термодинамика Вселенной // Философские проблемы астрономии ХХ века. М., 1976. С.456-478.

9. Цицин  Ф.А. Термодинамика, Вселенная и флуктуации // Вселенная, астрономия, философия.М., 1988. С.142-156 10. Цицин Ф.А. [К термодинамике иерархической Вселенной] // Труды 6-го совещания по вопросам космогонии (5-7 июня 1957 г.). М., 1959. С.225-227.