Мое понимание
Привет!
>Не могли бы Вы кратко ответить на вопросы, касающиеся Ваших работ?
Спасибо, что решили продолжить дискуссию.
Не берусь отвечать за В.Б., по попытаюсь изложить мое понимание ваших вопросов.
>1)
>"2-й закон термодинамики не связывает монотонную направленность движения в одну сторону - к равновесию (к максимуму энтропии) - с начальными условиями. С другой стороны, набор частиц, входящих в состав термодинамической системы и движущихся по механике, имеет полное право двигаться как в одну сторону, так и в противоположную - в зависимости от знаков скоростей, т.е. от начальных условий, причем, по-видимому, эти противоположные варианты должны реализовываться практически равновероятно."
> http://www.gubin.narod.ru/FMM-01.HTM
>В чем состоит проблема, понятно. Казалось бы, для ее решения нужно взять механическую систему и, постулируя применимость к ней классической механики, выяснить, почему (т.е. под влиянием каких факторов и при каких условиях) она будет двигаться в сторону равновесия, что предсказывается термодинамикой и подтверждается опытом.
Этого нельзя делать, т.к. получается, что мы принимаем вопрос, который хотим выяснить за уже разрешенный -
проблема в том и состоит, чтобы выяснить, как именно предполагаемая термодинамическая необратимость порождается в механической системе, т.к. для механической системы давно доказано, что никакой необратимости в ней нет.
Т.е. на этом этапе нельзя выяснять
"почему (т.е. под влиянием каких факторов и при каких условиях) она будет двигаться в сторону равновесия, что предсказывается термодинамикой и подтверждается опытом. "
так как, сначала надо выяснить - будет ли она (модельная механическая система) двигаться в сторону равновесия, или нет.
И, более того, этот вопрос уже выяснен - возвратная теорема строго указывает, что механическая система не будет двигаться в сторону равновесия. Более того,в механической системе не определено такого понятия как равновесие или вероятность состояния вообще, так как она полностью детерминирована.
>Вы же решаете задачу способом, который мне непонятен.
>"Пусть у нас есть газ в замкнутом объеме. Мы никогда случайно не попадем в отклонение от равновесия. Поэтому неравновесное состояние надо специально приготавливать. … 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. … Чай не нагреется еще больше за счет энергии воздуха - даже если обратить скорости! … Согласование с механикой получено." (там же, выделение мое)
>Вы объясняете движение одной системы в сторону равновесия тем, что другие системы (ее части) уже находятся в состоянии равновесия, т.е. то, что нужно доказать, берется в качестве начального условия. Как такое возможно?
То, что части системы _до_соединения_ находятся в состоянии равновесия - всего лишь точное изложение начальных условий, и не означает, что
а)соединенная система будет стремиться к равновесию
б)что соединенная система окажется в первый момент в состоянии равновесия
Так что никакого "криминала" здесь нет.
>Вопрос: как объяснить движение механической системы к равновесию?
Она к нему не движется. Вообще понятие равновесия неопределено для модельной механической системы. В ней есть только координаты частиц и их импульсы, и одно положение никак не предпочтительнее другого, т.к. в каждое из положений система рано или поздно вернется, в соответствии с возвратной теоремой. Еще раз отмечу - речь о _модельной_ замкнутой системе.
>2) Мне непонятна роль наблюдателя, в частности влияние времени наблюдения.
Ограниченное время наблюдения за системой наблюдателем - это причина, по которой возникает ощущение, что система (механическая) стремиться к какому-то равновесию.
Представим себе, что у нас есть модельная механическая замкнутая система (сосуд с идеальным газом, разделенный перегородкой на область с газом и без газа) и невечный наблюдатель. Тогда в начальный момент времени после убирания перегородки, с точки зрения наблюдателя, возникнет движение частиц, по его мнению, направленное на обеспечение равномерного заполнения всего сосуда газом.
Окончив наблюдение, наш невечный наблюдатель делает отметку в своем журнале наблюдений - наблюдал проявление стремления системы к равновесию - я открыл второе начало, ура :).
А если б он подождал n лет, он бы увидел, как частицы газа вновь соберутся в одной половине сосуда, как и было до убирания перегородки, и вынужден был бы дезавуировать свой вывод.
>"Смолуховский показал, что возникает лишь впечатление необратимости: “...кажущиеся необратимыми процессы в действительности являются обратимыми.” [1] “Представляется ли нам какой-либо ... процесс обратимым или необратимым..., зависит ... только от начального состояния и от продолжительности наблюдения.” [2]" (там же)
>Означает ли это, что система обязательно вернется в свое начальное состояние, пусть и через очень большое время?
Модельная замкнутая система - безусловно.
Это доказано возвратной теоремой.
>Если так, то, во-первых, какое отношение это большое время имеет к тому движению к состоянию равновесия, которое мы фактически наблюдаем и пытаемся объяснить?
Мы пытаемся объяснить, имеет место быть стремление к равновесию как объективное свойство мира, или мы принимаем за него проявление какого-то другого свойства, а никакого особого стремления к равновесию самого по себе не существует.
>Во-вторых, зачем вообще упоминать об этом гипотетическом возвращении в начальное состояние, если оно произойдет, когда "звезды погаснут", т.е. никогда?
Для модельной механической системы этот момент ничем не хуже момента начала отсчета.
Мы же рассуждаем об объективном законе мироздания - есть он или нет.
>Вопрос: как введение наблюдателя помогает объяснить движение системы в сторону равновесия (того движения, которое мы реально наблюдаем)?
Никак, т.к. в модели мех.системы никакого движения системы в сторону равновесия, равно как и самого понятия равновесия нет. Дает оценку - это положение более равновесно чем другое именно наблюдатель. Для самой системы эти положения равны и отличаются друг от друга лишь разным набором векторов описывающим координаты и импульсы частиц. Просто, видя, что стремление к равновесию _приписывается_ модельной системе только наблюдателем, но не присуще самой системе как таковой, мы лучше понимаем вклад наблюдателя в формирование новых взглядов на механическую систему (представление ее как термодинамической)
>Можно ли ответить на эти вопросы таким образом, чтобы ответы были понятны не только философам и физикам, но и дилетантам?
Дмитрий Кропотов, www.avn-chel.nm.ru
