[ Предыдущий раздел ] [ Следующий раздел ] [ На оглавление книги ] [ На главную страницу сайта ]


(Глава 1)

§ 3. О подходе Пригожина к проблеме согласования термодинамической необратимости с обратимостью механики

Нашумевшая книга И.Пригожина «От существующего к возникающему» /20/, в основном посвященная задаче согласования необратимости термодинамики с обратимостью механики, встречена «научным сообществом» с большим смущением. При огромной рекламе мнения физиков весьма противоречивы, а их отзывы в печати немногочисленны и уклончивы. А причина этого в том, что подход Пригожина, изложенный в этой книге, методологически и по результатам совершенно неудовлетворителен. Здесь достаточно указать некоторые общие положения, выполнение которых совершенно необходимо для удовлетворительного решения задачи, и показать, что Пригожин их не выполнил.

Во-первых, правильным решением будет такое, которое не вносит дополнительных постулатов сверх необходимых.

Во-вторых, решение, разумеется, должно удовлетворять требованиям механики: невыделенность преимущественного знака времени и (квази)периодичность истинного движения в замкнутой системе.

Ни одному из этих условий решение Пригожина не удовлетворяет.

Он пришел к заключению, что второе начало термодинамики, во-первых, «утверждает, что существуют два нарушающих (временную. - В.Г.) симметрию преобразования L и L , порождающих две различные полугруппы ј , одна из которых приводит к возрастанию энтропии в одном направлении времени, а другая - в противоположном направлении времени. Во-вторых, оно утверждает существование некоторого принципа отбора, ј в соответствии с которым лишь одно из нарушающих симметрию преобразований L и L порождает физически реализуемые состояния и, следовательно, физически наблюдаемую эволюцию» (стр.227).

Вопрос о первом пункте тонкий и не очень привычный для обсуждения. Можно, конечно, придумать математические преобразования (операторы), дающие при применениях к некоторой системе монотонно меняющийся результат. Однако оптимизм Пригожина по этому поводу никак нельзя разделить. Желательно связать эти преобразования с чем-то реалистическим более отчетливо, чем это сделано им, иначе существо взаимоотношений термодинамики с механикой не становится яснее. Подробный конкретный разбор указанной связи здесь невозможен. Но непоследовательность позиции Пригожина в связи с этим пунктом все же можно показать.

Пригожин отвергает (стр. 33) интерпретацию эффектов, описываемых вторым началом, как «иллюзию», т.е. как нечто связанное, кроме всего прочего, с наблюдателем. Но если наблюдатель во всем этом существенно не участвует, то остается только система сама по себе или что-то ею порождаемое типа функции от фазовой точки системы. Но тогда, как известно и как резюмировал сам Пригожин, нельзя ввести ничего монотонного - это противоречило бы обратимости механики. Итак, если есть монотонность, то это - «иллюзия», что недопустимо по предположению. Концы с концами не сходятся. В общем, указанные преобразования, рассматриваемые как порождающиеся самой системой и относящиеся только к ней, противоречат механике и в таком качестве введены быть не могут. (Если же допустить «иллюзию», то лучшим объяснением наблюдаемой необратимости термодинамических процессов было бы объяснение Смолуховского.)

Что же касается второго пункта формулировки Пригожиным второго начала («принцип отбора»), то он вообще представляет собой очевидный нонсенс. Постулируя принцип отбора, Пригожин просто констатирует, что в действительности реализуется лишь преобразование, соответствующее росту энтропии, другое же почему-то не реализуется. Никакого объяснения объективных причин такого предпочтения нет.

Конечно, ввести принцип можно, но поставленной задачей является задача согласования, а не постулирования (ad hoc) желаемого результата. Согласование требовало бы объяснения этого принципа из свойств системы и (или) некоторых приемлемых обстоятельств. Желательность искомого результата к таким обстоятельствам отнести нельзя. По отношению к механике, т.е. к свойствам частиц системы, два указанных преобразования вполне равноправны (и Пригожин это отмечает), и, казалось бы, они должны были бы работать с одинаковой силой (частотой). Но нечто необъяснимое нарушает эту симметрию. Таким образом, принцип отбора является дополнительным постулатом необъяснимого происхождения, ни с чем из исходно предполагаемых свойств системы и действий с ней не связанным и вводимым лишь для получения желательного ответа (подобно волевому отбору нужного решения и отбрасыванию неподходящего в книге К.П.Гурова /16/).

О постулировании Пригожиным принципа отбора надо добавить два замечания. Первое следует из его отказа считать второе начало «иллюзией». Если характер наблюдаемых процессов есть дело самой системы, то есть лишь того, что в ней имеется, то даже если из-за характера «отбора» реализуются только некоторые избранные начальные состояния (а без «иллюзий» принцип отбора больше некуда применить, если не разрушать механики), приводящие сначала только к росту энтропии, то все же этот рост обязательно должен смениться движением к исходному состоянию. Если работать без «иллюзий», то монотонность собственных процессов в системе из механических составляющих не может быть получена. Никакой принцип отбора тут не поможет, даже если его ввести: строгая монотонность должна отсутствовать у всех систем без исключения.

Второе замечание касается обоснованности введения принципа отбора, точнее - основательности причины, по которой Пригожин постулировал новый принцип. Как вообще можно выяснить, требуется новый принцип или необходимо обходиться без него, не отрезается ли он «бритвой Оккама»? Логика получения ответа на этот вопрос достаточно ясна: если можно показать некоторым бесспорным образом (не обязательно в том подходе, связность, последовательность и успешность которого анализируется), что искомый эффект получается при каких-то условиях в приемлемых, нормальных обстоятельствах, т.е. что эти условия не препятствуют его появлению тогда, когда он и должен появляться, то менять эти принятые условия нет никакой необходимости. А вот отсутствие рассматриваемого эффекта в анализируемом подходе при таких условиях в тех же обстоятельствах будет означать несостоятельность самого подхода.

Вводимый Пригожиным «принцип отбора», выделяющий одно направление времени как предпочтительное, априори весьма нежелателен, так как плохо согласуется с невыделенностью знака времени механикой и является добавочным к ней, т.е. как бы дополнительным законом природы, что накладывает чрезвычайно сильные требования к обоснованию его введения. В свое оправдание Пригожин говорит: «Вопрос о том, что физически реализуемо и что нереализуемо, эмпирический» (стр.229).

Так как в данном случае эмпирическое - это наблюдаемая необратимость, которую надо описать, то никакого более глубокого обоснования введения этого принципа, кроме того, что без него не получается правильный ответ, здесь нет. Но тогда, очевидно, при обосновании необходимости принципа отбора допущена логическая ошибка: не учтено, что правильный ответ может не получаться попросту в силу дефектности самого развиваемого подхода.

Кроме того, мнение, что в рассматриваемой проблеме эмпирия вынуждает ввести принцип отбора, совершенно ошибочно. Как раз наоборот: можно показать, что «эмпирия» требует, чтобы правильный ответ был получен без введения и использования этого принципа. Дело в том, что противоречие между термодинамикой и механикой строго формулируется и принимает характер парадокса только в точно очерченной модели, к которой вся эмпирия и должна сводиться. А в модели мы, бесспорно, можем получить обычные термодинамические эффекты и в абсолютно обозримых задачах типа разбегания частиц газа по всему объему сосуда или остывания чая в более холодной среде в предположении, что частицы системы движутся по законам обратимой механики, причем без всякой мистики вроде «принципа отбора», выделяющей знак времени. Это можно смоделировать аналитически и на ЭВМ (см., например, рис. 7.2 в книге самого Пригожина). Но в таком случае именно относящаяся к делу модельная эмпирия как раз и запрещает введение «принципа отбора». Апелляция Пригожина оборачивается против него самого.

Итак, журналисты в своей прессе подают оптимистические заявления И.Пригожина по поводу разрешения им проблемы согласования термодинамики и механики чрезмерно доверчиво и восторженно.


[ Предыдущий раздел ] [ Следующий раздел ] [ На оглавление книги ] [ На главную страницу сайта ]