Механицизм и второе начало термодинамики

Правда, сам механицизмкак определенная естественнонаучная и философская концепцияздесь еще не ставился под сомнение.Но развитие физики уже в последующие два десятилетия весьмаубедительно показало, что механическое понимание природыприводит к таким трудностям и противоречиям, которые разрешитьневозможно. В особенностиэто относится к развитию электромагнитнойтеории и статистическому обоснованию второго началатермодинамики.Поэтому нет ничего удивительного в том, что ряд ученых выступилис резкойкритикоймеханицизма и пыталисьпоказатьего несостоятельность. Одним из них был австрийский физик Э. Мах,давший (1883) глубокий критический анализ механицизма[11]. Махразвивает взгляды, высказанные еще в начале 70-х годов. В частности,он писал:"Взгляд, что механика должна рассматриваться как основа всех прочихотраслей физики и что все физические процессы должны быть объяснены механически,мы считаем предрассудком. Исторически более старое не обязательнодолжно оставаться основой для понимания позднее открытого. По мере того, как становятся известными и упорядочиваются новые факты, могут возникнутьи совершенно новые руководящие идеи. Но мы еще совершенно не знаем, какиеиз физических явлений простираются глубже всего, не являются ли механическиекак раз наиболее поверхностными или не идут ли все одинаково глубоко.И в самой механике мы ведь не рассматриваем самый древний из законов –закон рычага – как основу для всех прочих законов... Механический взгляд наприроду представляется нам исторически понятной, простительной, возможнодаже временно полезной, но в целом все же искусственной гипотезой"[11].Маховская критика механицизма имела большое значение вистории науки, во-первых, потому, что он, как физик-теоретик иэкспериментатор, пользовался авторитетом у своих коллег и поэтомуэти его взгляды не могли не оказать влияния на формированиемировоззрения не только уже сложившихся ученых, но имолодежи. Об этом, кстати сказать, упоминает А. Эйнштейн всвоей "Творческой автобиографии":"Максвелл и Герц в своем сознательном мышлении также считали механикунадежной основой физики, хотя в исторической перспективе следует признать,что именно они и подорвали доверие к механике как основе основ всегофизического мышления. Эрнст Мах в своей истории механики потряс эту догматическуюверу; на меня – студента – эта книга оказали глубокое влияниеименно в этом отношении"[12].Во-вторых, непоследнююроль сыграла здесь и популярностьМаха как философа. В связи с последним замечанием следуетсказать, что критика Махом механицизма не умаляется его "принципиальнымии пагубными ошибками в области философии" итем, что "вместе с механистической картиной мира и покоящейсяна ней механистически-материалистической догматикой он отбросили философский материализм в целом"[13].В чемжеошибочность трактовки механистами отношения механическойформы движения к молекулярному движению? Преждевсего в том, что онинеправильно объясняли связь между теплотойи движением молекул. В этойсвязи они видели лишь "возможность" сведения тепловых явлений к механике и не виделиглубокого качественного отличия молекулярного движения в целомот механического движения.Механисты считали, что поскольку движение отдельной молекулы можно описать законами классической механики, то законытермодинамики, характеризующие движения большой совокупностимолекул, также могут быть сведены к законам механики.Здесь сказалось непонимание механистами того факта, что поведениеочень большого количества молекул отлично от поведенияотдельных частиц (что и отражаютзаконытермодинамики). Именноэто отличие прежде всего сказывается в том, что в поведенииогромной совокупности молекул появляются новые качественныеособенности движения, при которых механические закономерностиотходят на задний план, а на передний выступают особенности,свойственные совокупности в целом,– особенности тепловых явлений(статистические закономерности, чуждые классической механике).Ф. Энгельс первый вскрыл истоки механицизма и показал егоограниченность. В "Диалектике природы" он писал:"Всякое движение заключает в себе механическое движение,перемещение больших или мельчайших частей материи; познатьэти механические движения является первой задачей науки, однаколишь первой задачей. Ноэто механическое движение не исчерпываетдвижения вообще. Движение– это не только переменаместа; в надмеханических областях оно является также и изменениемкачества. Открытие, что теплота представляет собой некотороемолекулярное движение, составило эпоху в науке" [14, с. 219].Энгельс показывает, что если все различия и изменения качествасводятся к механическому перемещению, то вся материя должнасостоять из тождественных мельчайших частиц и все качественныеразличия должны объясняться лишь количественнымиизменениями."Только незнакомство наших современных естествоиспытателейс иной философией, кроме той ординарнейшей вульгарнойфилософии, которая господствует ныне в немецких университетах,позволяет им в таком духе оперировать выражениями вроде "механически", причемонинеотдаютсебеотчета или даже не подозревают,к какимвытекающимотсюда выводам они тем самымс необходимостью обязывают себя" [14, с. 219—220].Говоря конкретно о теплоте как молекулярном движении, Энгельсзамечает:"Но если я не имеюничегодругого сказать о теплоте, крометого, что она представляет собой известное перемещение молекул,то лучше мне замолчать" [14, с. 219].При дальнейшем развитии молекулярно-кинетической теории,при более глубоком проникновении в сущность молекулярногоДвижения все более и более выяснялись специфические особенностиэтого вида физической реальности, все очевиднее становилоськачественное различие между механическим и молекулярнымдвижением.ЗаключениеПервые попытки вывести второе начало термодинамики изпринципов механики относятся к 60-70-м годам XIX в. С точкизрения механицизма, как известно, все явления природы должнысводиться к силовому взаимодействию между частицами, образующимисистему, в которой протекает наблюдаемое явление.Попыток механическогообоснования термодинамики в истории науки было достаточно много.Более того, появление всех работ такого рода былозакономерным явлением в процессе развития физики вообще итермодинамики в частности во второй половине XIX в., когда механицизмпереживал высшую фазу своего развития.Успехи механистического мировоззрения в развитии молекулярно-кинетической теории способствовали убеждению в его всесильности.Уже в первый период развития термодинамики и молекулярно-кинетической теории ученые столкнулись с важнейшимметодологическим вопросом о природе термодинамических закономерностей.Перед ними встал вопрос об отношении между динамическойи статистической закономерностями, на разрешение которогобыло затрачено немало усилий первоклассных исследователей.И несмотря на то, что все попытки свести термодинамикук механике оказались безрезультатными, тем не менееони дали физике ряд методов и идей, которые нашли применениекак в теории теплоты, так и в других областях физики.Список использованных источников1. Гельфер Я. М. История и методология термодинамики и статистической физики: Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. школа, 1981. – 536 с.2. Полак Л. С. Вариационные принципы механики, их развитие и применениев физике. М., 1960.3. Boltzmann L. WissenschaftlicheAbhandlungen. Leipzig, 1909, Abt. I—III.4. Boltzmann L. AnalytischerBeweis des 2 Hauptsafzes d. mech. Warmetheorie, Sitzber. d. Wien. Akad. d. Wiss Math. Naturw. Classe, 1871, Bd. 63 S. 722.5. Sitzber. d. Wien Akad. d. Wiss. Math. Naturw. Classe. 1871, Bd. 63 S. 723.6. Boltzmann L. BeziehungzwischendemzweitenHaupsatz der Warmetheorie der Wahrscheinlichkeitsrechnung, resp. den Satzeniiber das Gleichgewicht. Sitzungsber. Acad. Wiss. Wien. 1877, Bd. 76, S. 375.7. Lоschmidt J. Sitzungsber. Acad. Wiss. Wien, 1877, Bd. 76, S. 209.8. Zeitschrift fur Physik, 1923, Bd. 15, S. 281.9. Станкевич Б. В. Кинетическая теория газов в математическом изложении. М., 188210. Clausius R. Bemerkungenzu der Prioritatszeklamation des Herrn Boltzmann. Pogg. Ann., Bd. 144, S. 270.11. Мах Э. Механика. Историко-критический очерк ее развития. Спб.,1909.12. Эйнштейн А. Физика и реальность. М., 1965, с. 139.13. ГернекФ. Альберт Эйнштейн. М., 1966, с. 55.14. Энгель с Ф. Диалектика природы. М., 1965.