На суше и на море. 1971. Выпуск 11

Предлагались различные критерии. И тут же отвергались. Наконец кто-то высказал мнение, что, пожалуй, наилучший признак — сложность. Чем система сложнее, тем она и прогрессивнее. С таким определением почти все уже были готовы согласиться, когда слово взял биолог и заметил, что в истории жизни на Земле появление очень сложных форм иногда вело вовсе не к прогрессу, а к явному упадку. Достаточно вспомнить хотя бы удивительных гигантов-динозавров, которые, несмотря на весьма сложное строение, оказались «тупиковой» ветвью развития, исчезнувшей без следа. С другой стороны, биологам известно, что иногда целесообразными оказываются как будто бы регрессивные изменения живых организмов. Например, акад. А. Н. Северцов отмечал, что многие явно дегенеративные формы принадлежат к числу наиболее процветающих групп животного мира. Получается довольно странная ситуация: в иных случаях усложнение ведет к упадку и вымиранию, а дегенеративные изменения оказываются даже выгодными с точки зрения приспособляемости к условиям внешней среды… Споры вспыхнули с новой силой, но к «общему знаменателю» участники дискуссии так и не пришли.

Вопрос, о котором идет речь, имеет самое прямое отношение к интересующим нас проблемам. Без этого невозможно выяснить, какова роль живого вещества в движении материи. Поэтому попробуем обсудить его с позиций физики.

Любое развитие предполагает изменение, то есть переход некоторого объекта или системы из одного состояния в другое. И чем больше у данной системы возможностей для таких изменений, тем радужнее перспективы ее дальнейшего развития.

Это можно пояснить таким довольно грубым примером. Когда перед нами лежит кусок ткани, мы можем сшить из него и костюм, и платье, и пальто, и юбку. Но когда из этого материала скроен, скажем, костюм, все остальные возможности уже исключаются. Но по каким признакам определить, как меняется в процессе развития системы возможность ее дальнейших изменений?

Здесь нам придется совершить небольшой экскурс в область так называемой статистической физики.

Начнем опять с фактов.

Факт номер один. Еще в середине XIX в. известный немецкий физик Р. Клаузиус сформулировал второе начало термодинамики — науки о тепловых явлениях. Второе начало представляет собой одно из проявлений всеобщего закона сохранения. Оно утверждает, что теплота сама собой может переходить лишь от более нагретого тела к менее нагретому и этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока температура обоих тел не окажется одинаковой.

Представим себе, что вода всех рек, существующих на Земле, стекает в один океан. Поскольку уровень рек более высок, чем океана, в речной воде содержится определенный запас энергии, которая может быть превращена в работу, например, с помощью гидротурбин. Но вода, оказавшаяся в океане, не представляет в этом смысле уже никакой ценности. Ведь для того, чтобы заставить ее работать, пришлось бы сливать ее на еще более низкий уровень. Подобным же образом в результате тепловых взаимодействий некоторая часть теплоты «обесценивается», теряет способность совершать работу. Для обозначения этого явления Клаузиус ввел специальный термин «энтропия», образованный от греческого слова, что буквально означает «обращенная внутрь», «замкнутая в себе», «неиспользованная».

Факт номер два. Наблюдения над физическими явлениями позволяют утверждать, что в любой замкнутой, изолированной физической системе все виды энергии должны постепенно «стечь» в «тепловой океан», а теплота равномерно распределиться между всеми телами, после чего всякие процессы, связанные с термодинамическими превращениями, в этой системе полностью прекратятся.

Другими словами, энтропия любой замкнутой системы постоянно увеличивается.

Факт номер три. Клаузиус сделал попытку применить второй закон термодинамики ко всей Вселенной и пришел к неутешительному выводу о неизбежной ее гибели. Энтропия Вселенной, утверждал он, стремится к некоторому максимуму. И чем больше Вселенная приближается к этому предельному состоянию, тем меньше возможностей для ее дальнейшего изменения. А когда это состояние окажется достигнутым, все изменения вообще прекратятся, наступит «тепловая смерть».

В свое время Ф. Энгельс подверг теорию «тепловой смерти» резкой критике. Он указывал, что перенесение второго начала термодинамики на всю Вселенную абсолютно неправомерно. При этом основная мысль Энгельса заключалась в том, что в безграничной Вселенной среди неисчерпаемого многообразия форм движения материи должны иметь место не только процессы, ведущие к увеличению энтропии, но и процессы, связанные с ее уменьшением.

Примерно так же обстоит дело в нашем примере с реками. Запасы воды в них никогда не исчерпываются. Солнечные лучи нагревают воду в морях и океанах и заставляют ее испаряться, водяной пар поступает в атмосферу, переносится воздушными течениями в различные уголки нашей планеты и вновь выпадает на Землю в виде осадков — снега и дождя. Таким образом происходит непрерывный круговорот воды, она вновь и вновь обретает способность производить механическую работу.