Более подробно о законе энтропии

Ученые называют закон энтропии, который нередко связывают с «тепловой смертью вселенной», вторым началом термодинамики¹²– универсальным законом, признанным всеми научными дисциплинами. Этот закон утверждает, что замкнутые системы (каковой может быть наша вселенная) в конечном итоге деградируют.¹³

Первый закон физики состоит в том, что энергия замкнутой системы постоянна. Второй закон касается «свободной энергии», которая в физике означает энергию, способную совершать работу. Когда система, так сказать, «успокоилась», вся ее энергия могла превратиться в теплоту, и свободной энергии для работы не осталось.

Впервые узнав об этом законе во время своей учебы в Масачузетском технологическом институте, я сразу же начал размышлять о том, как его изменить. Я знал, что он применим к нашей физической вселенной (если считать ее замкнутой системой, не обладающей сознанием), но применим ли он к нашим телам, симптомам и процессу старения? Давайте подумаем об энтропии.

Энтропия является мерой (не)доступной энергии, а также беспорядка в системе. Когда беспорядок возрастает, энтропия увеличивается. Второй закон термодинамики гласит, что в общепринятой реальности материальная вселенная, как замкнутая система, движется в направлении неупорядоченности.

Согласно термодинамике, теплота, материя и свет не могут ни проникать в замкнутую систему, ни выходить из нее. Напротив, в открытой системе, теплота, материя и свет приходят и уходят, как им заблагорассудится.

(Надписи на рисунке, слева направо, сверху вниз: Окружающая среда; Открытая система; Замкнутая система; теплота; свет; материя)

В физике, наши тела считаются открытыми системами (даже когда мы говорим, что «закрыты» для новых идей). Замкнутые системы со временем деградируют. Подумайте о чашке черного чая, сразу после того, как вы налили туда немного молока, как об относительно замкнутой системе. Сперва вы видите красивый узор, образованный молоком, которое клубится в чае. Но очень скоро энтропия этой чашки возрастает, так что красивый узор смешивается с остальным чаем и упорядоченность в чашке уменьшается. Не прибегая к надуманным определениям порядка, позвольте своей интуиции сказать, что мы имеем в виду под «упорядоченностью».

Законы природы предсказывают, что со временем чай станет неупорядоченным. Согласно статистической физике существует один шанс из многих миллиардов, что упорядоченность вернется к первоначальному узору. Однако, даже если бы вы в течение своей жизни налили миллиард чашей чая, подобное чудо вряд ли произошло бы.

Второй закон как раз и говорит нам, что в замкнутой системе количество информации убывает с развитием системы во времени. Количество общепринятой информации и упорядоченности становится меньше.

Заметьте, что в последней фразе я добавил слово «общепринятых», поскольку законы физики касаются общепринятой или измеримой упорядоченности. Однако терапевты знают – то, что считается упорядоченностью для большинства людей, может быть беспорядком (расстройством) для какого-то одного человека.

Научная формулировка второго закона имеет дело с вселенной, как замкнутой системой (включая любое количество подсистем и их окружений¹⁴). Второй закон гласит, чтоэнтропия замкнутой вселенной всегда возрастает; общее количество энтропии или общепринятой неупорядоченности увеличивается. Неупорядоченность растет со временем

В замкнутых системах все происходящее ведет к возрастанию энтропии. С точки зрения порядка, второй закон термодинамики означает, что во вселенной (или в любой замкнутой системе) общее количество порядка не может возрастать, а должно уменьшаться. Известные структуры распадаются!

Возможно, все в вас восстает против этого закона, и действительно, с тех пор, как Клаузиус (1822 –1888) первоначально сформулировал этот второй закон, против него восставали многие ученые. Однако до сих пор никому не удавалось его опровергнуть. Все замкнутые вселенные подвержены старению и деградации! В чем-то второй закон соответствует здравому смыслу. Если вы оставите мокрую машину в закрытом гараже, то через сто лет она вся проржавеет и развалится. Это обыденный пример действия второго закона термодинамики.

Тем не менее, всегда находится бунтарь, который отказывается признавать справедливость этого закона. «Должен существовать локальный и временный порядок; в конце концов, жизнь является упорядоченной и содержательной! Человеческий род служит примером возрастающего порядка. Эволюция создает порядок! Даже Дарвин говорил, что мы эволюционируем!»

Но физики отвечают: «Нет! Локальный порядок носит лишь временный характер. Локальный порядок на земле оплачивается беспорядком во всей остальной неупорядоченной вселенной. Мы с вами и весь остальной человеческий род, наша эволюция и эволюция других видов – все это примеры открытых систем, живущих на планете, которую согревает солнце. Временный порядок оплачивается за счет солнца!

Поскольку земля представляет собой открытую систему, пронизываемую лучистой тепловой энергией солнца (а также энергией, приходящей от всей остальной вселенной), то она использует энергию солнца для увеличения своего собственного порядка.

(Надписи на рисунке, сверху вниз слева направо: Порядок Земли стоит беспорядка Солнцу. Солнце платит за порядок на Земле; Солнце; Термоядерная энергия; Земля)

Если мы на мгновение представим себе, что земля и солнце образуют замкнутую систему, то согласно второму закону, порядок на земле приводит к сгоранию солнца. Наша эволюция, развитие, творческие идеи и новые орудия все основаны на снижении термоядерной энергии солнца. Мы – лишь оазис порядка. Использование меньшего количества топлива и уменьшение материального потребления только откладывает неизбежную тепловую смерть солнца и, в конечном итоге, земли. Наша преходящая жизнь связана со смертью солнца.