100 великих парадоксов

Вообразим герметичную ёмкость, разделённую непроницаемой перегородкой на две части. В перегородке есть отверстие с дверцей. Ёмкость заполнена газом. У дверцы стоит некое существо, привратник (позже его стали называть «демоном Максвелла). Оно пропускает из половины А в другую половину Б только молекулы, имеющие скорость выше средней. Переход из Б в А будет открыт молекулам со скоростью ниже средней.

Что произойдёт в результате? Температура газа в половине А будет снижаться, а в половине Б – возрастать.

Всё бы хорошо, да только непонятно, как должно работать то, что мы называем демоном Максвелла.

Если это распознающее устройство, то на его создание и работу будет затрачено много энергии. Поэтому к ёмкости с газом, придуманной Максвеллом, надо добавить распознающее устройство, способное различать молекулы по скорости и оперативно открывать и закрывать дверцу.

Вряд ли можно сомневаться, что такой «демон» будет затрачивать чрезвычайно много энергии. Ему потребуется постоянная «подзарядка». Получится сложная открытая система, а не та, которую придумал Максвелл.

Другой вариант: не дверца, а мембрана, которая в одну сторону пропускает только быстрые молекулы, а в другую – медленные. Придётся затратить энергию (упрощаем) для создания такой мембраны. Молекулы, преодолевая эту преграду, будут терять часть своей энергии. В целом газ начнёт охлаждаться, а перегородка – нагреваться. Да и может ли существовать такая мембрана?

…Мне довелось наблюдать прибор, который вырабатывал больше энергии, чем потреблял. В 1958 году «Комсомольская правда» поместила статью «Чудо на заводе “Сантехника”» об отопительно-охладительном аппарате, который опровергал основы термодинамики.

По заданию журнала «Знание – сила» я поговорил с директором завода, увидел работу прибора. Директор заверил: вырабатывается больше тепла, чем поступает из электросети. Заодно посетовал: создавали прибор трудно, план не выполнили; благо, это оказался вечный двигатель второго рода.

Я понимал: чудо кстати, когда не выполнен план. Моя вера в основы термодинамики не пошатнулась. Проштудировал соответствующую литературу и выяснил, что в аппарате используется принцип «теплового насоса», позволяющий отбирать тепло, скажем, из атмосферы и давать дополнительное тепло прибору. Охлажденный воздух удалялся.

Вдруг – новость: прибор трижды проверила комиссия из Академии наук, и каждый раз на входе количество тепла было меньше, чем на выходе из прибора. Мою статью отложили до лучших времён. Долго ждать не пришлось. Появилась в газете «Правда» статья трёх академиков, клеймивших лженауку и погоню за сенсациями. Фактов они не предоставили, но достаточно было их авторитета, и победила вера в то, что чудес не бывает.

Мою статью срочно поставили в номер. Но у меня возникли сомнения: неужели проблема решается так просто, как я написал? Если прибор берёт дополнительное тепло из воздуха (ведь его температура значительно выше абсолютного нуля), то почему не делать такие обогреватели? Велика ли беда, что на улицу выбрасывается более холодный воздух? А экономический эффект очевиден.

Позже я пришёл к выводу, что дело не только в замерах на входе и выходе прибора количества тепла. Прибор потреблял электрическую энергию высокого качества, переводя её в примитивную тепловую. Считая общие потери энергии, следовало бы учесть всю цепь её превращений, начиная от угольных пластов, шахт, ТЭЦ и т. д. В результате потери в миллионы раз превысят полученное полезное тепло…

Моя первая статья вышла под заглавием «Чудо, которого не было».

Однако с тепловой смертью Вселенной, с рассеянием энергии в мировом пространстве (ростом энтропии) не так просто (в книге немецкого физика Феликса Ауэрбаха энергия названа царицей мира, а энтропия – её мрачной тенью). В Интернете встретилось высказывание неизвестного мне А.В. Галанина: «Назревает очередная революция в физике. Кто-то гениальный создаст новую теорию, в которой энергия может не только рассеиваться во Вселенной, но и собираться. А может, в чёрных дырах она и собирается? Ведь если есть механизм рассеяния вещества и энергии, то обязательно должен быть и противоположный ему процесс концентрирования материи. Мир зиждется на единстве и борьбе противоположностей».

Новую теорию я не создам, но могу предложить нетривиальную и вполне научную гипотезу. Не требуется присутствие «демона Максвелла». Достаточно вспомнить о существовании вакуум-эфира.

Из этого «океана энергии», как уже говорилось, в определённых условиях возникают элементарные частицы, например, электрон и позитрон. Это похоже на то, как водяной пар конденсируется в капли. Есть и обратный процесс: капли испаряются, переходя в водяной пар. Подобно этому, элементарные частицы аннигилируют, растворяясь в океане энергии вакуум-эфира.