В океане энергии

Переход из неравновесного состояния в равновесное совершается самопроизвольно, причем он может проходить как с преобразованием, так и без преобразования тепловой энергии в другие виды энергии. А обратный процесс — процесс перехода систем из равновесного в неравновесное состояние — самопроизвольно идти не может. В этом и состоит великий смысл второго начала термодинамики. Дефицит для человечества составляют не запасы энергии — при всем желании мы не можем не только исчерпать их, но и хоть как-то уменьшить, а запасы неравновесных систем. Энергия, получаемая от Солнца, частично затрачивается как раз на создание неравновесных систем, например, при нагревании не всей земной атмосферы, а лишь какой-то ее части.

Нужна ли опора?

До сих пор мы говорили в основном о преобразовании тепловой энергии в механическую. Ведь перед тем как рассматривать какое-то явление, важно узнать его причину. Разобравшись в причине, можно еще раз все подытожить. В мире макроскопических объектов, т. е. тел, состоящих из большого количества отдельных частей, всякое движение совершается в сторону увеличения энтропии. Сказав это, мы перейдем к рассмотрению самого движения, точнее, некоторых его сторон, представляющих, на наш взгляд, особый интерес.

Рассуждения о движении окажутся самыми простыми и понятными, если в основу их класть закон сохранения количества движения, который понадобится нам чуть позже. Между прочим, закон сохранения количества движения пытались опровергать точно так же, как пытались опровергать первое и второе начала термодинамики бесчисленные изобретатели вечных двигателей. Последняя эпидемия опровержений закона сохранения количества движения разразилась в нашей стране относительно недавно, чуть больше десятилетия назад, когда проходила довольно бурная дискуссия о так называемых безопорных движителях.

Опровергнуть закон сохранения количества движения невозможно, потому что он представляет собой следствие достаточно простого и очевидного утверждения о пространственной симметрии окружающего нас мира. Интересно другое. Откуда у человека вообще такая страсть опровергать физические законы? С одной стороны, это делается, конечно, из наилучших побуждений. И вечные двигатели и безопорные движители, если бы они были осуществимы, принесли бы человечеству большую пользу. Но наверное, следует признать и то, что причина кроется в плохом преподавании физики. Чем более сложно и запутанно излагается некоторое положение, тем менее оно убедительно, тем естественнее желание отыскать в нем слабые места и опровергнуть. Кроме того, с понятием энергии учащиеся знакомятся относительно рано, еще в школе, а понятие энтропии всерьез изучается лишь в вузах, да и то не во всех. А ведь только взятые вместе, они создают цельную и непротиворечивую картину.