Блеск и нищета К.Э. Циолковского

Р. Клаузиус писал: «Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому» ^[24] [с. 133],.и добавил, что «Появляющиеся здесь слова «сама собой» требуют, чтобы быть вполне понятными, еще объяснения, которое дано мною в различных местах моих работ» ^[24] [с. 133].

Далее, объяснив в общих чертах содержание этих слов, с его учетом Р. Клаузиус дал вторую формулировку этого закона:

«Переход теплоты от более холодного тела к более теплому не может иметь места без компенсации» ^[24] [с. 134].

К.Э. Циолковский, не зная о существовании этих и других объяснений Р. Клаузиуса, начал свою работу именно с критики этих слов «сама собой», что и служит убедительным свидетельством незнания им всех аспектов этого закона в том виде, в каком они были изложены его автором.

«Что значит сама собой? – спрашивал он. – Может быть теплота от холодного тела к нагретому может переходить особенным неизвестным действием природы? Человеческой силой, умом, искусством? Не чудом же? Выходит, что сама собою теплота не переходит, но не сама собою переходит» ^[97] [с. 6].

Именно не сама собою и переходит, с компенсацией ее потерь, с осуществлением некоторой дополнительной работы и пр. В отмеченном выше цикле жизнеобеспечения на борту космического корабля будет наблюдаться рассеивание энергии и безусловное выполнение второго закона термодинамики до тех пор, пока не найдутся некоторые способы компенсации этого рассеивания, например, изготовлением на Луне удобрений и доставкой их на корабль.

К.Э. Циолковский этого закона не понимал. Пытаясь доказать это, нам необходимо выбрать аргументы, созвучные с научными представлениями не нынешними, а конца XIX – начала XX в. В качестве такого аргумента может служить объяснение этого закона Г. Гельмгольцем, относящееся к 1899 году, с которым, в принципе, должен был познакомиться и К.Э. Циолковский прежде, чем вступать в дискуссию с представлениями Р. Клаузиуса.

Г. Гельмгольц писал о том, что весь запас энергии во Вселенной можно условно разделить на две части: одна из них представляет собой теплоту и должна ею остаться, другая, – к которой принадлежит теплота более нагретых тел и весь запас механической, электрической и магнитной энергии – может быть превращена в любую форму энергии, и она-то и поддерживает все бесконечно разнообразные процессы в жизни природы. Но теплота более нагретых тел непрерывно стремится при помощи теплопроводности и излучения перейти в менее нагретые тела и вызывать равновесие температуры.

При движении земных тел, благодаря трению и толчкам, часть механической энергии превращается в теплоту, только часть которой может быть опять превращена в механическую энергию; то же самое происходит и при каждом химическом или механическом процессе. Из этого следует, что первая часть энергии природы – неизменная теплота – непрерывно увеличивается, тогда как вторая, механическая, электрическая и химическая энергия, – непрерывно уменьшается, так что, если физические процессы во Вселенной будут непрерывно идти таким путем, вся энергия превратится, наконец, в теплоту, и тогда может наступить полное равновесие температуры. С этого момента дальнейшие превращения энергии окажутся невозможными, и все процессы должны будут приостановиться ^[12] [с. 16-17], т.е. наступит тепловая смерть Вселенной.

Обратим внимание, что речь здесь идет (в частности) о том, что переход разных видов энергии в тепловую как раз и является свидетельством ее рассеивания или процесса возрастания энтропии.

Из многочисленных формулировок второго закона термодинамики одна как раз и подчеркивает переход от порядка к беспорядку, т.е. от организованного механического движения к хаотическому тепловому движению.

В конце XIX – начале XX в. велись жестокие философские баталии в отношении высказанной Р. Клаузиусом и В. Томсоном идеи о тепловой смерти Вселенной.

Достаточно четко эта мысль была сформулирована В. Томсоном, который писал: «В прошлом, отстоящем на конечный промежуток времени от настоящего момента, Земля находилась и, спустя конечный промежуток времени, она снова очутится в состоянии, непригодном для обитания человека, если только в прошлом не были проведены и в будущем не будут предприняты такие меры, которые являются неосуществимыми при наличии законов, регулирующих известные процессы, протекающие ныне в материальном мире» ^[79] [с. 182].

Материалисты, увидев в выводах из этого закона начало и конец света, всю эту философию стали называть поповской легендой, против которой повели свои наступательные действия.

Не вдаваясь в подробности развернувшейся в то время дискуссии, остановимся только на отдельных аргументах противников этой идеи.

Н.Г. Чернышевский в 1885 году писал: «Если бы могло настать когда-нибудь такое состояние (т.е. тепловая смерть Вселенной – Г.С.), оно было бы уже наставшим с бесконечно давнего прошлого. Эта аксиома, против которой нет никаких возможных возражений» ^[174] [с. 534].