Репортаж с ничейной земли. Рассказы об информации

Зачедо мы променяли увлекательный Новый Город на этот однообразный, бессмысленный мир? Цель наша ясна: мы хотим понять энтропию.

Ученые, которым впервые удалось познать тайны этого мира, не имели в распоряжении фантастической батисферы. У них не было и микроскопа, который хоть краешком глаза позволил бы им заглянуть в' этот мир. Они могли лишь догадываться о том, что здесь происходит, и строить теории, опираясь на эти догадки.

«В этом мире царят случайности» - таково было одно из первых предположений, высказанных выдающимся ученым прошлого века Джемсом Максвеллом. Каждое столкновение - это случайное событие, но в течение одной секунды на долю любой из молекул такая случайность выпадает много миллиардов раз. И каждый раз она меняет направление полета. Где окажется она в следующую секунду? Никто не может этого предсказать. Вот почему наш современник, основоположник кибернетики Норберт Винер, проникнув мысленным взором в хаотический мир молекул и сравнивая методы исследования этого мира с законами небесной механики, искренне восклицает:

- Астрономия - идеально простая наука!

Солнечная система - и кубик газа. С раннего детства мы с трепетным чувством смотрели в безграничные дали вселенной, испытывая благоговение перед наукой, способной открывать законы движения целых миров. Но вот появились методы исследования случайных процессов, и законы классической механики, открытые великим Ньютоном, превратились в начальную ступень познания материального мира. Используя законы Ньютона, можно предсказать с абсолютной точностью, что 11 августа 1999 года в 11 часов 8 минут по Гринвичу произойдет солнечное затмение в Западной Европе, а 16 октября 2126 года в 11 часов солнечное затмение будет наблюдаться в Москве. Но никакие из существующих методов не дают возможности предсказать даже за сотую долю секунды, в какой части кубика окажется хотя бы одна из молекул газа.

А впрочем, кого волнует судьба одинокой молекулы? Наука нашла другие методы, позволяющие оценивать одновременное движение бесчисленного множества частиц. Ученые смогли увидеть в этом движении не только хаос нескончаемой пляски, но и незыблемый строгий закон. Для этого им пришлось использовать известное в математике понятие вероятности, применить статистические методы, позволяющие найти общую закономерность очень многих событий, и ввести новое понятие, получившее название «энтропия». Однако не рано ли об энтропии? От простых законов Ньютона к сложной сущности энтропии человеческий гений проделал долгий, трудный и весьма извилистый путь...

Тайны невидимого движения

Представим себе на секунду то далекое время, когда еще не знала вселенная ни Земли, ни Солнца, когда вся наша солнечная система была хаосом мельчайших частиц.

«А разве было такое время?» - спросит ктонибудь из читателей.

Было. Нам Земля и Солнце кажутся вечными, а в масштабах вселенной вся их история - всего лишь короткий миг. Но откуда известно людям, что было в те невообразимо далекие годы? Как могли они выскочить за пределы своего мира, ограниченного временем и пространством, и оглянуться на миллиарды лет назад? Им помог разум. Неустанно изучая свою маленькую планету и окружающее пространство, человек познает законы, которым подчинена вся вселенная. К числу таких законов относится закон сохранения энергии, установленный в середине прошлого века.

В наше время этот закон известен каждому школьнику, и любой мало-мальски грамотный человек представляет себе его суть. Но какими тернистыми путями шла к нему человеческая мысль! От Ломоносова до Карно многие поколения ученых пытались доказать, что в природе существует «закон сохранения движущей силы». Опыт подсказывал им, что нет в природе такого явления, где бы движение родилось ниоткуда. Но как убедиться, что это незыблемый и всеобщий закон? Чтобы доказать его, нужна какая-то единая мера, пригодная для оценки всех форм движения. Может быть, этой мерой является сила? Но что считать силой? Ноша давит на плечи путника, потому что в природе есть сила тяжести. Великий Ньютон доказал, что сила эта рождена притяжением, а притяжение тел друг к другу - это непреложный закон. Но почему нагретый газ сильнее давит на стенки сосуда? Может быть, в этом проявляется «сила тепла»? Понадобились века, чтобы приобрел окончательную и полную ясность этот, казалось бы, совсем обычный вопрос.