Re: Уважаемый Валерий...
>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.
Ну так попробуйте ее взять.
Рассмотрение должно быть в сосуде. Вот Вы наполнили сосуд движущимися частицами и думаете, как бы взять какое-нибудь неравновесное состояние, чтобы проследить его последующее механическое (можно и термодинамическое) поведение.
Но окажется, что частицы разбежались примерно равномерно по сосуду и никак не образуют неравновесного (неоднородного) состояния.
Приходится специально его образовывать, приготавливать.
Проще всего взять лва сосуда с разными, скажем, плотностями или температурами (средними скоростями) и убрать между ними перегородку: вот это и будет начальным неравновесным состоянием. Конечно, оба сосуда мы уловили в (своих) равновесных состояниях. ЧТо Вы и процитировали:
>"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.
Но это значит, что в первый момент система не пойдет ни к равновесию, ни от равновесия. Это, следовательно, значит, что она или уже в равновесии (что исключего, так как объединены неодинаковые системы), или в самой глубокой части отклонения от равновесия, гже производная равны нулю (касательная горизонтальна).
Обобщая, мы заключаем, что при приготовлении неравновесного состояния система оказывается в нижней точке отклонения от равновесия.
Следовательно, она обязательно пойдет к равновесию, а не к еще большему неравновесию. Т.е. чай не станет больше нагреваться, а будет только остывать, хоть влево по времени, хоть вправо, т.е. знак времени не выделяется. То, что мы видим подъем, не означает, что мы идем к в каком-то выделенном направлении времени.
Влево по времени эквивалентно вправо по времени с обращенными скоростями и наоборот.
> … 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?
Здесь нет никакой другой системы, есть две подсистемы одной системы. У которых противоположные скорости. Если одна подсистема дает вначале движение к равновесию, то другая - от равновесия (это именно механическое прослеживание процесса). В сумме - неравновесность не меняется, т.е. это нижняя точка отклонения от равновесия.
>Вопрос: как объяснить движение механической системы к равновесию?
А просто частицы, имеющие разные скорости, разбредаются. Это и выглядит как установление равновесия.
>2) Мне непонятна роль наблюдателя, в частности влияние времени наблюдения.
>"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?
Да, на этот счет есть теорема Пуанкаре, которая указывает время, за которое система хоть один раз обязательно вернется в эпсилон-окрестность исходного состояния.
>Если так, то, во-первых, какое отношение это большое время имеет к тому движению к состоянию равновесия, которое мы фактически наблюдаем и пытаемся объяснить?
Для систем с большими числами частиц это время гораздо больше времен установления равновесия. Почему мы и не можем случайно попасть на заметное отклонение от равновесия.
>Во-вторых, зачем вообще упоминать об этом гипотетическом возвращении в начальное состояние, если оно произойдет, когда "звезды погаснут", т.е. никогда?
За тем, чтобы понять отличие термодинамики от механики, а также понять область применимости термодинамики, что немаловажно, ну и еще кое-что - например, что имеющиеся доказательства запрета скрытых параметров в квантовой механике - несостоятельны.
>Вопрос: как введение наблюдателя помогает объяснить движение системы в сторону равновесия (того движения, которое мы реально наблюдаем)?
Введение наблюдатесля вообще позволяет ввести понятие равновесия и неравновесия. В механике этого понятия нет.
>Можно ли ответить на эти вопросы таким образом, чтобы ответы были понятны не только философам и физикам, но и дилетантам?
Можно. Желательно с картинками и на пальцах.
