|
Работа, а не сила создает ощущения. Одно из замечательных достижений кибернетики состоит в том, что доказано — любая передача информации требует затрат энергии или совершения работы (это одно и то же). Если работа не совершается, информация отсутствует, следовательно, отсутствуют и ощущения. То же самое справедливо для температуры. Мы привыкли считать, что, если температура на улице низкая, ощущается холод, а если высокая — тепло. На самом деле важна не абсолютная температура, а разность температур между окружающей средой и человеческим телом. Если температура окружающей среды ниже температуры поверхности тела, тепло переходит от тела к внешней среде. Тело совершает работу, и именно эту работу, а не что-либо другое вы ощущаете как холод. Наоборот, если температура окружающей среды выше температуры тела, тепло перетекает от внешней среды к телу, и это вы' ощущаете как тепло. Если же температура внешней среды равна температуре поверхности тела, вы не ощущаете ничего — ни тепла, ни холода. Не сила, а работа вызывает ощущение тяжести. В статике далеко не всякая задача может быть решена на основе рассмотрения равновесия сил. В простейшем случае, когда балка опирается на три опоры, уже нельзя определить, как распределяются силы между этими опорами. Такие системы называют статически неопределимыми. Для расчета статически неопределимых систем используют принцип виртуальных (возможных) перемещений. Задают системе малое перемещение и ведут расчеты из тех условий, чтобы сумма работ, совершенных внешними силами, оказалась равной сумме работ, совершенных силами реакции опор. Но почему мы так ополчились на силу? Что ни говори, но уже несколько столетий понятие силы верой и правдой служит человечеству. Оно лежит в основе не только классической механики, но и классической электродинамики. С помощью уравнений, в состав которых входит сила, решено множество замечательных задач. В частности, было предсказано существование еще неоткрытой планеты. Все так, но в этой книге мы ставим себе цель понять, почему происходят те или иные явления или, что то же самое, как зависит проявление одной физической сущности от проявления другой физической сущности. Понять это трудно, когда имеешь дело с сущностями, которые то есть, то их нет. В этой главе мы хотим понять, как происходят взаимные превращения тепловой и механической энергии. Исходим из реальной картины мира, т. е. считаем, что все без исключения тела состоят из молекул, молекулы, в свою очередь,— из атомов. Другими словами, любое тело, будь оно твердое, жидкое или газообразное, есть множество атомных ядер, расположенных друг от друга на расстояниях, в сотни тысяч раз превышающих их собственные размеры. Подобный взгляд на вещи, в частности, заставляет нас самым категорическим образом отказаться от представления о стенках, которые ограничивают объем с газом в классической термодинамике и о которые якобы ударяются молекулы, создавая силу, называемую давлением. Такие стенки просто не из чего изготовить. Что можно предположить? Молекулы стенок расположены ближе друг к другу, чем молекулы газа. Но и это несущественно. — 26 —
|