Читать книгу Просвещение продолжается. В защиту разума, науки, гуманизма и прогресса онлайн

30 страница из 102

В своей первоначальной формулировке второе начало описывало процесс, в котором полезная энергия в виде разницы температур между двумя телами неизбежно рассеивается в ходе перетекания тепла от более нагретого к более холодному телу. (Как пели Майкл Фландерс и Дональд Сванн, «от холодного к горячему тепла не передать – ты можешь попытаться, но лучше сил не трать».) Чашка кофе, если только не поставить ее на электроплитку, со временем остынет. Когда в топке парового двигателя заканчивается уголь, остывший пар под поршнем больше не сдвинет его с места, потому что нагревшийся пар и воздух с противоположной стороны будут давить с равной силой.

Как только стало понятно, что тепло – это не невидимая жидкость, а энергия движущихся молекул и что разница между температурами двух тел – это разница между средними скоростями их молекул, возникла более общая, статистическая версия и концепции энтропии, и самого второго начала. Теперь макроскопический порядок можно было охарактеризовать как набор всех различных микросостояний системы (в изначальном примере с теплом это все возможные скорости и положения всех молекул обоих тел). Среди этих состояний те, что мы обычно считаем полезными (например, состояния, когда одно из тел теплее другого, то есть средняя скорость молекул в одном теле выше средней скорости молекул в другом), составляют лишь малую часть из всех возможных, тогда как беспорядочные или бесполезные состояния (при которых тела имеют одинаковую температуру, то есть средние скорости их молекул равны) составляют подавляющее большинство. Отсюда следует, что любая пертурбация в системе, будь то случайное колебание ее частей или пинок из внешней среды, по теории вероятности сдвинет систему в сторону беспорядка и бесполезности – не потому, что природа стремится к беспорядку, но потому, что беспорядочных состояний гораздо больше, чем упорядоченных. Если вы оставите без присмотра замок из песка, назавтра его уже не будет, потому что ветер, волны, чайки и дети непрестанно двигают песчинки, а количество непохожих на замок комбинаций песчинок несравнимо больше количества похожих. Я буду часто ссылаться на эту статистическую версию второго начала, которая относится не только к выравниванию температур, но и в целом к возрастанию неупорядоченности, называя ее законом энтропии.