Готовый перевод THE ANIMATE AND THE INANIMATE / Живое и неживое: III Irreversibility

ГЛАВА 3

ОБРАТИМОСТЬ

Итак мы увидели, что физические законы, существенные для определения направления вселенной исходя из ее текущего состояния в данный момент, являются обратимыми. Из этого можно заключить, что все законы физики должны последовательно быть обратимы и что, соответственно, не будет существенной разницы между реальной вселенной и обратной вселенной. И это похоже на правду, ведь в том случае, если мы рассмотрим движения частиц вещества, то все, что происходит в обратной вселенной, может быть описано в терминах физических свойств веществ таких, какими мы их знаем.

Но в то же самое время если мы возьмем самые обычные события реальной вселенной и попытаемся узнать, какое будет соответствующее событие в обратной вселенной, нечто странное сразу же поразит нас по поводу обратной вселенной. Возьмем, например, ситуацию: мячик катится вниз по лестнице, упруго отскакивая внизу на полу и наконец останавливается. В обратной вселенной начальное положение это мячик в низу лестницы, на полу у основания лестницы. Тепловая энергия на полу собирается в точке под мячиком, чтобы вдруг забросить его вверх. Каждый раз, когда мячик падает на пол, этот процесс повторяется, пока наконец пол не забрасывает мячик на первую ступеньку. Ступеньки, каждая по очереди, бросают мячик подобным образом вверх по лестнице, пока наконец он не достигает верха.
Молекулярные вибрации в мячике, полу и ступеньках были предварительно организованы так, что концентрация энергии произойдет на определенном месте и в определенное время, а мячик двигался таким образом, что он оказывался в тех местах как раз вовремя.

Так будут происходить случаями в обратной вселенной, соответствующие почти

любому случаю в физическом мире нашего существования. Все кажется абсолютно

объяснимым терминах зконов физики, но в то же самое время комбинации

движений могут показаться очень странными. Отсюда вытекает некоторое различие

между реальной и обратной вселенной, и следовательно должно быть какое-то

свойство реальной вселенной, которое не может быть обратимо.

Это необратимое свойство можно найти там, где мы определяем второй закон

термодинамики. Данный закон, будучи взятым в наиболее общем аспекте, гласит:

энергия вселенной постоянно стремится к одному общему уровню. Другими

словами, там где энергия одной разновидности находится в различных степенях

концентрации, эти разницы будут уравнены, а энергия более высокого уровня или

в большем количестве рассеется, чтобы воссоздать эту разницу конентрации. Из

всех разновидностей энергии все виды стремятся к тепловой, которая является

наименее концентрированной формой энергии; и хотя часть этого тепла может

быть превращена обратно в некоторую другую форму энергии, все еще на каждом

шагу часть энергии в форме тепла безвозвратно теряется.

Этот закон физики, так же как и все, которые от него произошли, необратим.

Более того, только те законы физики, которые произошли от второго закона

термодинамики, являются необратимыми; таким образом данный закон составляет

единственную разницу между реальной и обратной вселенной. Где в реальной

вселенной энергия уменьшается к общему уровню, следовательно в обратной

вселенной энергия стремится к накоплению на разных уровнях.

Тогда можно утверждать, что отличительная необратимая часть вселенной состоит

в том, что энергия стремится к выделению (либо к переходу) от молярного

движения сверхбольших масс, что является наиболее концентрированной формой

энергии, к состоянию, в котором вся энергия находится в форме тепла, что

является наименее концентрированной формой, и в постоянной концентрации,

другими словами, при постоянной везде температуре. При достижении конечного

состояния будет мертвый уровень энергии, а после этого больше ничего не может

произойти в данной вселенной.

Факт, например, что абсолютно упругие столкновения больших масс вещества не

происходят, но что такие столкновения не являются упругими, это прямое

последствие второго закона термодинамики. Характеристикой неупругого

столкновения является то, что некоторая молярная кинетическая энергия

столкнившихся тел теряется в процессе. Эта потерянная кинетическая энергия

превращается в тепловую, которая всегда является результатом неупругого

столкновения. Это все происходит в строгом соответствии со вторым законом

термодинамики. В обратной вселенной, наоборот, столкновение будет основанием

для превращения тепловой энергии в молярное движение, таким образом

увеличивая общее количество кинетической энергии. Такое столкновение мы можем

назвать супер-упругим, но это не в пределая нашего эмпирического опыта.

Опять же, сопротивление, оказываемое одним телом другому, неважно в форме ли

трения либо в какой-либо другой, ничто иное как пример действия второго

закона термодинамики, просто еще один вариант перехода из молярной в тепловую

энергию. В обратной вселенной будет иметь место абсолютно противоположный

процесс. Соответственно, мы и нашли то, что ожидали, что законы трения и др.

необратимы.

Многие химические реакции необратимы, хотя некоторые обратимы. Как общее

правило, необратимые химические реакции это случаи превращения химической

энергии в тепловую, в соответствии со вторым законом термодинамики. То же

самое со всеми необратимыми процессами.

В случае с оборудованием, отношение энергии полученной к энергии вложенной

(обычно выраженное в процентах) называется механической эффективностью этой

машины. Оставшаяся энергия, которую машина потеряла, становится тепловой.

Второй закон термодинамики, выраженный в терминах механической эффективности,

означает, что все физические явления обладают мееханической эффективностью

менее, чем 100%. Обратная вселенная, наоборот, отличается от вселенной нашего

существования тем, что там механическая эффективность ее явлений больше 100%.

Опять же, рассмотрим это с другой стороны. ДОпустим, два тела, одно при

температуре 0о по Фаренгейту, другое при температуре 200о. Единственная

имеющаяся тепловая энергия в этих телах это будет количетство, представленное

200 градусами в более горячем теле. В то же самое время, более холодное тело

будучи на 460о ниже абсолютного нуля, обладает недоступной энергией, которая

в соответствии со вторым законом термодинамики не может быть передана для

достижения 460о в каждом из двух тел. Если оба тела имеют одинаковую массу и

определенное тепло, то энергия, которая в соответствии со вторым законом

термодинамики доступна для перехода в другие формы энергии, будет

представлена цифрой 200, тогда как общая теловая энергия б двух телах будет

представлена 460+660=1120. Отношение доступной к общей тепловой энергии в

этом случае будет 200:1120, либо 5:28. Другими словами, только 18% общей

тепловой энергии доступно для перехода. Второй закон термодинамики уверждает,

что не только не вся доступная энергия может быть реально использована для

какой-либо цели, кроме увеличения тепла, но также что вся энергия в доступной

форме (форме, иной нежели тепловой, либо также тепловая энергия в форме

разницы температур) стремится превратиться в недоступную энергию и что

количесво доступной энергии во вселенной постоянно уменьшается.

В обратой вселенной у нас получается другая ситуация, поскольку второй закон

термодинамики необратим. Даже тепловая энергия ниже температуры холоднейших

тел в окружающей среде не является полностью доступной, но постоянно течет.

Такой же огромный объем энергии, который в реальной физической вселенной

постоянно накапливается и становится недоступным, сейчас перестает быть

таковым, но становится резервным фондом энергии из которого постоянно

накапливается разница концентрации энергий. По второму законы термодинамики

резервный фонд энергии постоянно накапливается в форме тела и никогда

впоследствии не используется; при обращении этого второго законе, наоборот,

мы начинаем с этого обратного фонда энергии и постоянно тянем из него, чтобы

накапливать разницы по энергиям.

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/14894/48666

Переводчики: Anjelika9