От Иванов (А. Гуревич) Ответить на сообщение
К Дмитрий Кропотов Ответить по почте
Дата 26.02.2009 11:11:51 Найти в дереве
Рубрики Прочее; Культура; Версия для печати

Завершаем дискуссию

>Ну, кто-то же должен указать специалистам на бесперспективность поиска "элементарной" частицы…

Для того чтобы указывать, нужно хоть немного в этих самых частицах разбираться. Иначе засмеют.

> … или "всеобщей формулы всего"…

Всеобщая формула всего – это как раз философия и есть. Вы же сами об этом говорили:

…единой "философии", которая объясняет все на свете исходя из единой теории, просто не существует (Иванов).

А чем вам не нравится закономерность смены агрегатных состояний вещества как проявление закона перехода количества в качество? (Кропотов)

>… а ведь эти поиски продолжаются и продолжаются.

А откуда вы знаете? Вопрос, конечно, риторический…

>Разве не дал решение конкретной задачи - о природе, причины и суть кризиса в физике в начале 20го века - именно философ в книжке Материализм и эмпириокритицизм?

Астрологи тоже иногда говорят разумные вещи и даже делают правильные прогнозы. Но это не делает астрологию наукой.

>>Механика и термодинамика…
>Обе эти модели основываются на понятии частиц - абс.упругих твердых шариков. Так вот, оказалось, что эти модели несовместимы друг с другом, несмотря на то, что в основу каждой положены одни и те же частицы.

Я это подозревал с самого начала, а теперь твердо знаю. Термодинамику вы никогда не изучали.

"Термодинамический метод не опирается на какие-либо модельные представления о микроскопической структуре вещества. Он устанавливает связи между непосредственно наблюдаемыми физическими величинами, характеризующими состояние системы, такими как давление P, объем V, температура t, концентрация раствора x и т.п. Этот метод является феноменологическим, т.е. описательным. Микроскопические физические величины, как, например, размеры атомов и молекул, их массы и количества в термодинамике не рассматриваются." ( http://termodinamika.net/)

Поскольку термодинамики вы не знаете, то добиваться от вас ответов на вопросы относительно "открытий" Губина я больше не буду. Все ваши ответы неудовлетворительны. Вот их основной смысл:

>1) механическая система из такого же числа N частиц ни к какому равновесию не стремится, ни про какие вероятности не знает. В ней есть только частицы, их координаты и импульсы. Никакого стремления к равновесию.
>2) время возврата замкнутой системы к начальному состоянию чрезвычайно велико, наблюдатель не доживет. Но почему только из того факта, что наблюдатель не доживет мы делаем вывод, что 2-е начало - объективный закон мироздания?

Поэтому мне пришлось самому прочитать Губина. И вот что выяснилось. Вы, действительно, более-менее правильно пересказываете его утверждения. Однако, беда в том, что сами эти утверждения весьма сомнительны.

Во-первых, похоже, что Губин, так же как и вы, понимает термодинамическую систему как набор идеальных, абсолютно упругих шариков, находящихся в идеальном, абсолютно замкнутом сосуде:

"…не следует всуе поминать слово “природа”, так как рассматриваемая проблема касается согласования четко определенных, фактически математических моделей, существующих на бумаге." ( http://www.gubin.narod.ru/FMM-01.HTM)

Поэтому он и удивляется тому, что термодинамическая система приходит в равновесие, в то время как "механическая система из такого же числа N частиц ни к какому равновесию не стремится, ни про какие вероятности не знает." Но такое описание (идеальные шарики в идеальном сосуде) – это не термодинамика (см. выше).

Фактически Губин хочет свести термодинамику к механике, что есть редукционизм. С таким же успехом он мог бы мышление человека объяснять законом Ома.

Во-вторых, ему все-таки удается "согласовать" термодинамику с механикой. Но посмотрите, как он это делает:

"… наблюдения малых отклонений от равновесия явно согласуются с механической обратимостью и подтверждают ее. При больших же отклонениях относительно малая длительность наблюдений не дает оснований отвергнуть механическую обратимость, а только это приводило бы к действительному противоречию с механикой." ( http://www.gubin.narod.ru/AG1P2.HTM)

Говоря проще, он утверждает следующее. Если поставить на стол стакан горячего чая, то чай будет остывать. Однако, необратимость этого процесса лишь кажущаяся, обусловленная тем, что наш эксперимент продолжается недолго. Если же мы выждем десять в энной степени лет, то система вернется в исходное состояние – чай снова нагреется сам собой. Таким образом, любой процесс является обратимым, противоречия с механикой нет.

Объяснение, конечно, чрезвычайно нелепое. Ну, а специально для вас добавлю, что такое самопроизвольное отклонение от равновесия и называется флуктуацией. Чисто формально, умозрительно, можно подсчитать вероятность таких флуктуаций (как и вероятность того, что бутылка жигулевского пива сама собой появится у меня на столе в результате случайного объединения молекул). Такая вероятность очень мала, но если время наблюдения равно бесконечности, то все, даже самые маловероятные события, произойдут. И чай тоже нагреется!

Но какое все это имеет отношение к реальным термодинамическим системам? Ведь в них действительно устанавливается равновесие. И только это нам интересно, а не мечтания о бутылке пива из ничего. Так почему равновесие устанавливается? Вот как это объясняет Губин:

"…устанавливается контакт между прежде разделенными системами с разными плотностями частиц и (или) температурами, что позволяет им теперь выровняться еще и по всей полной системе. До установления контакта состояния в каждой из отдельных частей были, очевидно, (если это первое приготовление) равновесными, ведь мы берем эти системы в случайный момент, а случайно напасть на неравновесное состояние отдельной системы - невероятное везение. Следовательно, распределения знаков скоростей частиц в каждой из первоначальных систем были симметричны. Тогда в первый момент после установления контакта и общее распределение скоростей частиц в полной системе также симметрично по знаку, т.е. смена знаков скоростей всех частиц в макроскопическом отношении ничего не может изменить."( http://www.gubin.narod.ru/AG2P2.HTM)

В переводе на русский язык это означает: система приходит в равновесие потому, что ее части уже находятся в равновесии, а они находятся в равновесии, потому, что равновесие – это основное, наиболее вероятное состояние всех систем. Как называется такой прием, когда доказываемое утверждение заранее постулируется?

А теперь, как говорится: "внимание, правильный ответ!"

Давайте поставим мысленный эксперимент (впрочем, вы можете его воспроизвести в домашних условиях). Возьмем сосуд, например, стеклянную банку, частично наполним ее сахаром, а сверху насыплем какое-либо вещество другого цвета – кофе, перец и т.п. Потрясем банку. Через некоторое время оба вещества перемешаются таким образом, что образуется однородная смесь.

В данном случае совершенно очевидно, что система – исключительно механическая и полностью описывается законами механики (вместо сахара и кофе можно взять разноцветные горошины, шарики, вообще, все, что угодно). И она приходит в состояние равновесия (концентрация выравнивается)! И, наоборот, сколько ни тряси банку со смесью, компоненты сами собой не разделятся.

А вы говорите, что механическая "система … ни к какому равновесию не стремится, ни про какие вероятности не знает." Как оказывается, знает! Но почему?

Как известно, парадокс Лошмидта разрешается тем, что при выводе Н-теоремы Больцмана принимается гипотеза о "молекулярном хаосе". А что такое хаос? Это случайность!

В нашем эксперименте именно случайность привела к равномерному перемешиванию компонентов и выравниванию концентрации. Это перемешивание аналогично распределению исходов испытаний при подбрасывании монеты: частоты стремятся к постоянным величинам (несмотря на то, что движение монеты описывается механикой, которая "вероятностей не знает").

А в модели Губина (идеальные шарики в идеальном сосуде) никаких случайностей нет. Давайте приготовим ярко выраженное неравновесное состояние: все частицы находятся в одной половине сосуда и имеют строго равные скорости, направленные к другой, пустой половине. Будем моделировать поведение системы "на бумаге", так, как этого хочет Губин, решая уравнения механики. Частицы полетят вперед и заполнят другую половину сосуда, потом ударятся об абсолютно гладкую стенку и дружно вернутся назад. Так они и будут болтаться из одной половины сосуда в другой, а неравновесное состояние сохранится неограниченно долго, демонстрируя "согласование термодинамики с механикой", которого вы с Губиным так добиваетесь.

Но это только "на бумаге". В реальной термодинамической системе всегда есть влияние возмущающих факторов, идеальных и строго замкнутых систем не бывает. Стенка нашего сосуда не абсолютно гладкая, она сама состоит из молекул, которые находятся в тепловом движении. Более того, эта стенка испытывает и макроскопические колебания (влияние проехавшего в соседнем квартале трамвая и т.п.). Поэтому, ударившись о стенку, частицы приобретут не одинаковые, но несколько различающиеся скорости. В результате через некоторое время все перемешается, и система придет в равновесие.

Отмечу, что и в серьезной литературе можно найти близкое по смыслу объяснение:

"… необратимость динамики газа классических частиц и возможность его статистического описания определяются очень малым взаимодействием системы с внешним необратимым окружением."

(Гордиенко С.Н. Необратимость и вероятностное описание динамики классических частиц. Успехи физических наук, 1999, т. 169, № 6. http://www.ufn.ru/ufn99/ufn99_6/Russian/r996d.pdf

Порекомендуйте Губину прочитать эту статью. Там нет философии, зато много физики.