От Iva
К Сепулька
Дата 29.01.2004 21:47:12
Рубрики Идеология; Теоремы, доктрины;

Я чего то не понимаю.

Привет

Об обратимости каких законов механики идет речь? Об идеальной схеме без учета трения?

возьмем для примера шарик скаывающийся в ложбинку - он в конце концов остановится в самой глубокой точки ложбинки потратив весь запас потенциальной энергии на трение.
В реальности механические процессы необратимы. Трение реально присутствует везде и съедает свою часть энергии.

Владимир
От Дмитрий Кропотов
К Iva (29.01.2004 21:47:12)
Дата 30.01.2004 08:46:27

Речь идет о согласовании моделей механики и термодинамики

Привет!
>Привет

>Об обратимости каких законов механики идет речь? Об идеальной схеме без учета трения?
Да. Вот есть идеальный цилиндр с идеальным газом только впущенным в сосуд. Каждая частица идеального газа имеет импульс и координату - они начинают сталкиваться друг с другом, заполняют весь обьем, пермешиваются равномерно - энтропия возрастает. Согласно фундаментальным теоремам механики никакого монотонного возрастания энтропии (перемешивания частиц) в этом цилиндре не будет - необратимость этого перемешивания лишь "кажущаяся" наблюдателю, поскольку времена возврата (восстановления неперемешанного состояния) весьма велики, на много порядков превосходят время жизни метагалактики. Тем не менее, механика утверждает, что рано или поздно в таком модельном цилиндре может восстановится исходное неперемешанное состояние.

Но на этот цилиндр можно смотреть и как на термодинамическую замкнутую систему - в объемом, давлением, температурой. И для такой системы 2ТЗ утверждает, что никакого возврата в неперемешанное состояние не будет _никогда_.

Вот это основное противоречие механики и термодинамики, требующее их согласования на уровне моделей. Дело осложняется тем, что и термодинамические соотношения, и механические уравнения движения - удовлетворительно согласуются с практикой, т.е верны в своей области применения.

Смолуховский и Губин решают проблему согласования тем, что указывают, что термодинамические параметры вводятся наблюдателем как мера его неточности контроля над системом (не можем мы учесть все удары молекул о стенки в каждый момент времени, поэтому вводим среднюю интенсивность ударов и получаем давление), соответственно, необратимость в модели представляется всего лишь как "впечатление" наблюдателя, порожденное небесконечной длительностью наблюдения и небесконечной его точностью.

Таким образом, проблема согласования решается - без введения новых сущностей - термодинамическая картина - это всего лишь взгляд ограниченного (временем, возможностями, точностью) наблюдателя на механическую картину.
Точно также, как взгляд наблюдателя на картину художника, в общем-то, состоящуюю из мазков краски, придает ей осмысленность - но осмысленность эта - кажущаяся, не существующая вне и без наблюдателя.

Подход же Пригожина безусловно отсекается бритвой Оккама. Пригожин, стоя перед проблемой согласования механики и термодинамики, вместо этого вводит новые сущности:
1.Некое математическое преобразование, которое, будучи примененным, дает два решения с разной симметрией относительно времени - в одном случае энтропия монотонно нарастает, в другом убывает
2.Новый фундаментальный закон природы - принцип отбора, который из всех возможных начальных условий всегда выбирает те, которые соответствуют модели симметрии, когда энтропия возрастает. Это фундаментальный закон вводится _только_ для того, чтобы замотивировать "правильный" ответ, нигде больше в реальности этот закон и принцип не проявляет себя, что, разумеется, сомнительно
И одну сущность исключает:
3.Наблюдателя вообще выкидывает, низводит его роль до нуля, что, очевидно, недопустимо (см. квантовые эффекты в похожей области - когда влияние наблюдателя сказывается принципиальнейшим образом)

Т.е., вместо согласования уже имеющихся сущностей (механическая модель, термодинамическая модель, наблюдатель) Пригожин занимается неоправданным умножением сущностей, а значит, грешит против истины.

>В реальности механические процессы необратимы. Трение реально присутствует везде и съедает свою часть энергии.
Еще раз повторяю, речь идет о выяснении модельных особенностей, согласовании моделей явлений - механической, термодинамической и наблюдателя. Очевидно, что каким-то образом термодинамическая модель вырастает из механической - но вот каким? Губин дает ответ - через влияние наблюдателя, Пригожин дает ответ - через введение новых фундаментальных законов мироздания и исключение наблюдателя.


>Владимир
Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Iva
К Дмитрий Кропотов (30.01.2004 08:46:27)
Дата 30.01.2004 09:07:18

Это я понимаю,

Привет

я хотел сакцентировать внимание, что обсуждение идеальных сред и тел - оно немного отвлеченное и делать глобальные выводы о несоответсвии одной идеальной модели другой - слишком смелый переход.

что-то мне понять ситуацию с возвращением в неперемешанное состояние сложно :-). Только как событие имеющее множество вероятности нуль.
механника ничего подобного не утверждает - можно попробовать решить такую задачу для 6*10**23 идеальных шаров, но боюсь, что это будет нереально.

А 2ТЗ только отражает тот факт, что идеальный газ не есть в достаточной мере идеальный и молекулы не есть идеальные шары. т.е. отражает наличие некого "трения" не позволяющее шару вчено двигаться по ложбине. Так что противоречие умозрительное ( в модели), а не практическое. Показывающее, что модель идеального газа в чем то точнее модели идеальной механики.

Владимир
От Дмитрий Кропотов
К Iva (30.01.2004 09:07:18)
Дата 30.01.2004 12:08:02

Пояснение

Привет!

>что-то мне понять ситуацию с возвращением в неперемешанное состояние сложно :-). Только как событие имеющее множество вероятности нуль.
>механника ничего подобного не утверждает - можно попробовать решить такую задачу для 6*10**23 идеальных шаров, но боюсь, что это будет нереально.
Возможно, я был косноязычен, попробую по-другому.
Имеем цилиндр с идеальным газом и перегородку в нем. Газ весь сосредоточен в одной из частей цилиндра. ЭВ момент времени t0 перегородка исчезает. В этот же момент времени t0 энтропия газа в цилиндре (весь с одного края собрался, а энтропия, напомню, по классике - логарифм вероятности состояния) весьма велика. В соответствии с 2ТЗ газ начинает равномерно распределяться по объему, энтропия нарастает монотонно.
2ТЗ утверждает, что газ в этом цилиндре _никогда_ вновь не соберется в одной половине (там где он был в момент убирания перегородки) - есть необратимость процессов.
Механика же в лице H-теоремы Больцмана утверждает, что соберется - любая частица подходит сколь угодно близко к каждой точке своей траектории. Правда произойдет это не скоро.
Пригожин говорит - механика неправа, так как не учитывает нового, открытого им фундаментального закона - принципа отбора, который, собственно, из всех возможных направлений движений частиц газа реализует только такие, что заставляет газ в момент убирания перегородки не сжаться еще больше в уголке (повысить энтропию), а начать равномерно заполнять объем цилиндра. Т.е. отбирает из всех возможных начальных условий только определенные. Но это не решает проблемы необратимости - H-теорема утверждает о возврате мех.частиц к любой точке траектории при _любых_ начальных условиях, в том числе отобранных по любому принципу.
Для преодоления этой проблемы Пригожин вводит еще одну сущность - дескать, наш мир по странной случайности выбрал такую симметрию относительно оси времени, что энтропия всегда нарастает, но существует и другая - когда убывает, но что есть, то есть - мы можем только смириться.

Т.е. наблюдатель не при чем, а Пригожин согласовал механику и термодинамику, введя от фонаря или на кончике пера (т.е. только для получения правильного ответа) два фундаментальнейших принципа мироздания, существование которых, разумеется никак не проявляется в других областях.

Бритва Оккама отсекает эти нововведения и оставляет гораздо более правдоподобное объяснение необратимости, введенное Смолуховским и схему согласования механики с термодинамикой, открытую Губиным.
Необратимость - всего лишь кажущаяся для наблюдателя. Для крупных систем времена возврата, тем не менее, существуют, только весьма велики.
А объяснение того, что газ в цилиндре после снятия перегородки начинает занимать весь объем, а не сжимается еще больше - тоже простое - предоставлю слово В.Губину:
"
Почему горячий чай никогда сначала не нагревается хотя бы еще немного, чтобы уже потом двинуться без оглядки к равновесию? Ведь разница температур чая и воздуха указывает только на разницу кинетических энергий частиц чая и воздуха, а кинетическая энергия квадратична по скоростям. Знаков скоростей мы не знаем, и все же надежно предсказываем движение в сторону остывания чая!

Ответ получается применением того же подхода Смолуховского.

Пусть у нас есть газ в замкнутом объеме. Мы никогда случайно не попадем в отклонение от равновесия. Поэтому неравновесное состояние надо специально приготавливать. Мы не попадаем в отклонение, а его приготавливаем. А как это сделать? Реально это можно сделать, например, объединением двух взаимно неравновесных систем. Что тогда получится? Берем системы. Подавляюще вероятно, что эти системы по отдельности равновесны. Следовательно, распределения скоростей у них симметричны по знаку. Тогда и в объединенной системе распределение по скоростям также симметрично по знаку. То есть у скольких частиц скорости направлены в одну сторону, у стольких же скорости направлены в противоположную сторону. Какое макроскопическое движение мы тогда увидим?

Пусть у некоторых частиц скорости направлены так, что образуется (макро)движение в сторону равновесия вправо вверх под углом a к горизонтали на кривой зависимости энтропии (или степени равновесия) от времени (как на рис. 1). Но ввиду равновероятности направлений скоростей такой же набор частиц будет образовывать движение в сторону от равновесия, причем с углом (-a ) к горизонтали. Поэтому общее движение в первый момент будет направлено по горизонтали. Это означает, что система была приготовлена в самой глубокой точке отклонения от равновесия. Из этой точки движение может происходить только вверх - как при движении вправо, так и влево, как вперед по времени, так и назад (рис. 2). Чай не нагреется еще больше за счет энергии воздуха - даже если обратить скорости! То есть наблюдаемое движение к равновесию не дает возможности выделить знак времени, термодинамика не выделяет знака времени. Согласование с механикой получено.
"
http://www.gubin.narod.ru/FMM-01.HTM

Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Дмитрий Кропотов
К Iva (30.01.2004 09:07:18)
Дата 30.01.2004 11:51:01

Т.е. вы считаете

Привет!
>Привет

>я хотел сакцентировать внимание, что обсуждение идеальных сред и тел - оно немного отвлеченное и делать глобальные выводы о несоответсвии одной идеальной модели другой - слишком смелый переход.

>что-то мне понять ситуацию с возвращением в неперемешанное состояние сложно :-). Только как событие имеющее множество вероятности нуль.
>механника ничего подобного не утверждает - можно попробовать решить такую задачу для 6*10**23 идеальных шаров, но боюсь, что это будет нереально.

>А 2ТЗ только отражает тот факт, что идеальный газ не есть в достаточной мере идеальный и молекулы не есть идеальные шары. т.е. отражает наличие некого "трения" не позволяющее шару вчено двигаться по ложбине. Так что противоречие умозрительное ( в модели), а не практическое. Показывающее, что модель идеального газа в чем то точнее модели идеальной механики.

что 2ТЗ не должен работать в моделях, а только в реальности? Увы, термодинамическая модель _неизбежно_ должна вытекать из механической - следовательно, 2ТЗ должен действовать и на уровне моделей. А вот как он там работает, откуда появляется - ведь механика-то обратима - вот это и составляет главную загадку.
Еще раз говорю - про реальность пока речи не идет - речь идет о согласовании представлений физиков.


>Владимир
Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Iva
К Дмитрий Кропотов (30.01.2004 11:51:01)
Дата 30.01.2004 16:42:27

Нет.

Привет

Я считаю, что 2ТЗ отражает либо большую приближенность термодинамической реальности, либо косвенно учитывает реальную неидеальность среды.

такое отражение перехода количества ( 6*10**23) в качество.

Владимир
От Дмитрий Кропотов
К Iva (30.01.2004 16:42:27)
Дата 04.02.2004 12:10:54

Вот в этом и вопрос

Привет!
>Привет

>Я считаю, что 2ТЗ отражает либо большую приближенность термодинамической реальности, либо косвенно учитывает реальную неидеальность среды.
есть механическая модель, также весьма точно отражающая реальность.
Есть термодинамическая модель, обладающая тем же самым.
Но вот показать, как и за счет чего механическая модель переходит в термодинамическую - и есть задача согласования.
Про реальность здесь ничего нет. Необходимо показать - что надо добавить в механическую модель, как и при каких условиях, чтобы появились термодинамические эффекты.
Пригожин высосал из пальца эффект симметрии и принцип отбора, вместо согласования моделей просто подогнал начальные условия под ответ, тогда как задача состояла в том, чтобы не измысливая новых сущностей в виде фундаментальных законов_именно_ согласовать модели (еще раз - модели, а не реальность с моделями).

>такое отражение перехода количества ( 6*10**23) в качество.

>Владимир
Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Iva
К Дмитрий Кропотов (04.02.2004 12:10:54)
Дата 04.02.2004 16:16:18

Re: Вот в...

Привет

Есть две приближенные модели. Зачем их согласовывать, когда изначально ясно, что они обе приближенные и надо их уточнять. Кто и зачем будет заниматься такой проблемой? Отдельные спекулянты на философские темы.
Можно попробовать решить задачку на 6*10**23 неидеальных шаров - только есть желание? и главное зачем? Если вы получите положительноый резултат ( подтвердите термодинамику) - то вы ничего не добились, если вы получите отрицательный результат - вы тоже ничего не добились - так как скорее всего вам дальше надо неидиализировать шарики.

Второе - а введите трение в механику - у вас уже станет гораздо больше соответсвия между механической и термодинамической моделями.

Зачем ломиться в открытую дверь? Хочется опровергнуть неизбежность смерти? такими методами все равно не получится.

Владимир
От Дмитрий Кропотов
К Iva (04.02.2004 16:16:18)
Дата 06.02.2004 12:55:48

Чтобы согласовывать с реальностью не две модели, а одну

Привет!
>Привет

>Есть две приближенные модели. Зачем их согласовывать, когда изначально ясно, что они обе приближенные и надо их уточнять. Кто и зачем будет заниматься такой проблемой? Отдельные спекулянты на философские темы.
поскольку это легче. Или понять, почему же эти модели нельзя согласовать между собой - это тоже интересно.

>Второе - а введите трение в механику - у вас уже станет гораздо больше соответсвия между механической и термодинамической моделями.
В механике никакого трения нет в принципе, трение - это термодинамическая категория. В механике - только движения и соударения частиц со своей траекторией и импульсом. Полная детерминированность.
Разве не интересно разобраться, где же и почему возникает вероятность, а детерменированность исчезает и что причина этого?

>Зачем ломиться в открытую дверь? Хочется опровергнуть неизбежность смерти? такими методами все равно не получится.
Хочется познать мир.

>Владимир
Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Iva
К Дмитрий Кропотов (06.02.2004 12:55:48)
Дата 07.02.2004 01:34:10

так они для разных степеней приближения к действитеьности.

Привет

1. игра ума. Практических результатов нуль. Это не легче, а может быть даже сложнее. Проще написать свою программу, чем понимать почему не хочет работать чужая.

2. Про динамику и отсутствие трения - вы серьезно? если серьезно - то вам вам основная причина не согласованности моделей.

Владимир
От Дмитрий Кропотов
К Iva (07.02.2004 01:34:10)
Дата 10.02.2004 14:57:38

Трение - термодинамическая категория, а не механическая

Привет!
>1. игра ума. Практических результатов нуль. Это не легче, а может быть даже сложнее. Проще написать свою программу, чем понимать почему не хочет работать чужая.
Ну, великие физики - Больцман, Эйнштейн, Смолуховский, да и многие другие были озабочены необоснованностью статистической физики - а вы считаете, чепухой ребята маялись? В том-то и проблема, что неясно, на каком фундаменте покоится термодинамическая модель, или, что тоже самое - модель статистической физики. Она как бы из ничего появляется - даже в учебниках стали писать, вместо разъяснения физ. смысла - 'возьмем распределение' и т.д. и т.п.
Очевидно, что основание статфизики должно лежать в механике, а вот сделать это обоснование - не получается при стандартном редукционистском подходе (Пригожина и т.п.)

>2. Про динамику и отсутствие трения - вы серьезно? если серьезно - то вам вам основная причина не согласованности моделей.
Еще раз повторяю - в механической модели никакого трения нет. Энергия, которая 'тратится' на трение - никуда не девается, передается от одних частиц другим. Но КПД тепловой машины вовсе не трением ограничен - поэтому и необязательно трение привлекать для рассмотрения проблемы - что и как обуславливает в механике появление КПД тепловой машины в известной форме.

>Владимир
Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Iva
К Дмитрий Кропотов (10.02.2004 14:57:38)
Дата 11.02.2004 15:57:38

Трение - это жизненая реальность, данная нам в ощущении

Привет

а вот в каких моделях вы ее учитываете, а в каких нет - это уже проблемы ваши и ваших(или не ваших) моделей.

Но если вы ее не учитываете, то ваши модели по определению не полностью соответствуют действительности.

А вот про эенергию вопрос более интересный. Энергия, которая тратится на трение - исчезает из динамической системы ( кинетическая+потенциальная) и превращается в другой вид энергии, не участвующий! в движении, т.е. опять попадаем на некий аналог энтропии в механике.
Т.е. до начала движения у тела есть Х единиц динамической энергии ( потенциальная и кинетическая) и если у вас трение отсутствует у вас в процессе движения будет тот же Х. А если трение есть, то у вас в начале Х, а в конце движения Х-Y, где Y - потери энергии на трение. Данная часть энергии ушла из динамической системы и для динамики пропала.


Владимир
От Iva
К Iva (11.02.2004 15:57:38)
Дата 11.02.2004 17:40:40

Я понял основной вопрос :-).

Привет

основной вопрос Дмитрия Кропотова - почему 2ЗТ явно сформулирован в термодинамике, а закон динамической смерти вселенной явно не сформулирован в динамике, хотя если ввести в рассмотрение трение, очевидно, должен присутствовать.

Ответ - не знаю. Может в виду своей очевидности или не желания будоражить умы общественности.
Хотя введите в динамическую систему потери на трение, легко сможете посчитать даже время динамической смерти. Взяв какую-нибудь детскую игрушку, можете поставить эксперимент.


Владимир
От А.Б.
К Iva (11.02.2004 17:40:40)
Дата 11.02.2004 19:44:32

Re: Проблема в том, что трение не везде присутствует явно.

Что, допустим, за трение в вакууме?
Так что появляется рад динамических систем без трения...
От Iva
К А.Б. (11.02.2004 19:44:32)
Дата 12.02.2004 05:48:57

Это приближение

Привет

где вы найдете абсолютно чистый вакуум? Так что появляется ряд динамических систем ПОЧТИ без трения.

Владимир
От Сепулька
К Дмитрий Кропотов (04.02.2004 12:10:54)
Дата 04.02.2004 15:23:06

Re: Вот в...

> задача состояла в том, чтобы не измысливая новых сущностей в виде фундаментальных законов_именно_ согласовать модели (еще раз - модели, а не реальность с моделями).

Дмитрий, ну что за бред-то? Модели только и нужны для того, чтобы каким-то образом описывать реальность. А согласовывать модели ради этих моделей - это, извините, сизифов труд (никому не нужный и невостребованный никем).
От Дмитрий Кропотов
К Сепулька (04.02.2004 15:23:06)
Дата 06.02.2004 12:57:04

Если есть две модели

Привет!
>> задача состояла в том, чтобы не измысливая новых сущностей в виде фундаментальных законов_именно_ согласовать модели (еще раз - модели, а не реальность с моделями).
>
>Дмитрий, ну что за бред-то? Модели только и нужны для того, чтобы каким-то образом описывать реальность. А согласовывать модели ради этих моделей - это, извините, сизифов труд (никому не нужный и невостребованный никем).
которые требуется согласовывать с реальностью - прямая выгода согласовать модели между собой, чтобы с реальностью согласовывать только объединенную модель. Работы меньше, понимаете :)

Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Сепулька
К Дмитрий Кропотов (06.02.2004 12:57:04)
Дата 07.02.2004 21:11:30

Если есть две модели, то

Привет!

их обычно сначала по отдельности согласовывают с реальностью (в границах их применимости), а только потом согласовывают между собой.
Таким образом, например, Планк получил свою знаменитую формулу излучения черного тела. Было 2 формулы, одна для излучения выскоих частот, другая - для низких. Планк согласовал эти две модели. При этом ввел свою постоянную Планка, и у него получилось, что энергия должна испускаться квантами, из чего впоследствии выросла квантовая механика. При этом по Губину получается, что и Планк нарушил принцип Оккама: ввел нечто совершенно новое, чего до него никто не вводил - постоянную Планка. :)))
Аналогична (хоть и не так известна) формула Келдыша, которая объединила эффект многофотонной ионизации и эффект туннельной ионизации.
Так что Пригожин как раз очень даже не одинок. Согласовывая две модели, каждая из которых хорошо применима к своему диапазону, можно открыть очень интересные вещи (что у него и получилось).

Что касается одной модели, то она может вообще быть неприменима к реальности. Есть, например, модели Вселенной, которые вообще не соответствуют реальности (хотя логически и непротиворечивы).
От Дмитрий Кропотов
К Сепулька (07.02.2004 21:11:30)
Дата 10.02.2004 15:01:43

Обе модели с реальностью уже согласованы

Привет!
>Привет!

>их обычно сначала по отдельности согласовывают с реальностью (в границах их применимости), а только потом согласовывают между собой.
и уже сто лет стоит вопрос о согласовании между собой.
Отличие принципа отбора Пригожина от введенной Планком константы - в том, что последняя используется для описания множества других явлений и процессов, которые без нее описать невозможно - да никто и не предлагал таких описаний.
В этом плане принцип Оккама просто не к чему применять - нет альтернативного описания процессов без постоянной Планка.
А вот без принципа отбора - есть - и противопоставить этому описанию вам нечего - кроме завываний в стиле - Пригожин прав, потому что он прав.


Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
От Сепулька
К Дмитрий Кропотов (10.02.2004 15:01:43)
Дата 10.02.2004 15:17:43

Дмитрий, Вы сам себе противоречите,

Привет,

то пишете, что надо согласовывать модели в одну, а потом только эту одну согласовывать с реальностью. Теперь пишете, что они уже согласованы с реальностью. Однако при этом термодинамика оказывается почему-то менее согласованной с реальностью, чем [классическая] механика.

>Отличие принципа отбора Пригожина от введенной Планком константы - в том, что последняя используется для описания множества других явлений и процессов, которые без нее описать невозможно - да никто и не предлагал таких описаний.

Принцип Пригожина тоже описывает множество других явлений и процессов, которые до сих пор тоже не описывались ни механикой, ни термодинамикой, ни квантовой механикой. Например, распад частиц. :) Или существование только расходящихся от источника волн. :)

>В этом плане принцип Оккама просто не к чему применять - нет альтернативного описания процессов без постоянной Планка.

Планк не знал о том, что что-то не будет описываться без его постоянной, когда нарушал принцип Оккама. :)

>А вот без принципа отбора - есть - и противопоставить этому описанию вам нечего - кроме завываний в стиле - Пригожин прав, потому что он прав.

Это у Вас завывания в стиле: Губин прав, потому что он Губин.

На сем думаю разговор закончить. Он уже много раз шел по одному и тому же кругу, никакого смысла его продолжать не вижу.
От Iva
К Iva (29.01.2004 21:47:12)
Дата 29.01.2004 21:53:35

вообще, возможно, в этом

Привет

есть глубинный философский смысл. Т.е. марксизм и коммунизм есть такие же идеальные построения не учитывающие реальности присутствия "трения" в реальной жизни.
И потому тоже терпящие крушение в столкновении с реальной жизнь и реальными людьми. трение, которым пренебрегли при проектировании и конструировании системы в конце концов приводит ее в нерабочее состояние.

Владимир
От Iva
К Iva (29.01.2004 21:53:35)
Дата 29.01.2004 21:56:12

я не прав в одном

Привет

Это совйство не марксизма с социализмом, а всех ситстем построенных на вере в бесконечный и поступательный прогресс.

Владимир