Категории
Наука

Энергия, энтропия и время

(Опубликовано в специальном выпуске Grail World, 5/2000)

Вопрос о судьбе Вселенной связан с термином «энергия». Согласно нашему нынешнему физическому мировоззрению, конец пространства неизбежен: либо оно «умирает» от так называемой «энтропийной тепловой смерти», либо в какой-то момент снова начинает сжиматься, в результате чего «стрела времени» также переворачивается, поэтому время могло бежать вспять.[i] 

Как возникли современные идеологические идеи и действительно ли наша Вселенная является «закрытой системой»? Религиозные откровения, а также новости о «Граале» предполагают, что энергии, которые невозможно постичь физически, играют важную роль в мировых событиях. 

С тех пор, как люди думали о себе и о мире, они также интересовались концепцией времени.

В древности наблюдали за движением звезд, сменой дня и ночи и циклом времен года. Это породило идею о постоянном повторении одного и того же. Человек, чья жизнь кажется очень короткой, попал в эту постоянную перемену.

Эта лазейка была закрыта доктриной реинкарнации, которая существовала не только с 500 г. до н.э. В Индии, но также из Платон (427-347 г. до н.э.) и Аристотель (384-322 гг. До н.э.) был представлен в Греции. Это могло бы примирить человека с его временно ограниченной земной жизнью, постулируя дальнейшее существование на Земле и в загробной жизни.

Библия предлагает другой подход. В Бытие (первая книга Моисея) все начинается с акта творения, значит, у него есть начало. А там, где есть начало, согласно всему человеческому опыту, можно ожидать и конца. Эта тема волнует ветхозаветных пророков, занимает большое место в Евангелиях и находит свое яркое выражение в последней книге Нового Завета, Апокалипсисе Иоанна.

С конца времен

Соображения о «конце времени» остались предположениями, результатом которых стали религиозные доктрины или философские рассуждения. Постоянное изменение оставалось наблюдаемым фактом:

«Пока земля стоит, сеять и собирать урожай, мороз и зной, лето и зима, день и ночь не должны прекращаться». (Бытие 8:22).

Даже наука современной эпохи сначала не знала, как внести свой вклад в загадку времени, которая может быть выведена только из Разнообразие последовательных моментов и могут быть определены по ним.

Исаак Ньютон (1643-1727) работал с абстрактным понятием времени, которое физики могли использовать в ХХ веке:

«Абсолютное, истинное и математическое время течет само по себе и в силу своей природы единообразно и не связано с каким-либо внешним объектом».

Но почему время бежит только в одном направлении, почему прошлое не может быть восстановлено никакими средствами, также может быть великим Ньютон не говори.

Термодинамика и «сохранение энергии»

В эпоху романтизма, начиная с 1865 года, совершенно новый вклад в понимание времени пришел из неожиданного источника: новое пришло из термодинамики, которая рассматривает тепло как форму энергии и которая поначалу кажется мало связана с философское понимание времени.

В этой термодинамике есть два основных положения, которые называются первым и вторым «законом термодинамики».

«Первый закон термодинамики» гласит: «Тепло - это форма энергии. Он может быть произведен механической работой и преобразован в механическую работу ».

Из этого следует, что тепловая энергия не может ни возникать непосредственно из «ничего», ни исчезать в «ничто», а была признана энергией. Например, часть солнечного вещества преобразуется в энергию, когда Солнце излучает свою невообразимую энергию в космос во время ядерного синтеза.

С другой стороны, получение энергии из ничего - обычно называемого вечным двигателем - кажется невозможным. В лучшем случае возможно открытие ранее неизвестных источников энергии. -

«Второй закон термодинамики» гласит: «Тепло может передаваться только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, но не наоборот».

С помощью этого второго закона мы получаем рейтинг энергий. Из него видно, что количество тепла при более высокой температуре имеет большее значение, чем такое же количество тепла при более низкой температуре. Точно так же разные типы энергии имеют разные значения, поскольку «высшая» форма энергии может быть преобразована в более низкую форму энергии без потерь, но обратный путь заблокирован.

Механическая энергия преобразуется в тепло за счет трения. Однако это тепло трения больше нельзя преобразовать обратно в механическую энергию без потерь, потому что «упорядоченное движение» механической энергии превратилось в тепло, «неупорядоченное молекулярное колебание», которое нельзя просто перестроить. Каждый автомобиль представляет собой практический пример: при торможении механическая энергия движения преобразуется в тепло (тормоза нагреваются!). Это тепло не может быть снова использовано для ускорения автомобиля.

Между прочим, два основных принципа термодинамики - это эмпирические утверждения, которые применимы только к «закрытым системам» и не могут быть доказаны. Следовательно, всегда есть сомнения в его универсальности, и сегодня все еще представлены изобретения, которые нарушают эти основные принципы и поэтому не считаются патентоспособными.

Поскольку ученые не занимаются такими идеями, они обычно не исследуются более подробно, что иногда может приводить изобретателей в отчаяние.

Энтропия и «тепловая смерть»

Чтобы найти название и меру этих потерь, которые происходят при каждом преобразовании энергии - для этого «беспорядка», который, согласно физическому пониманию, должен постоянно увеличиваться, - был введен термин «энтропия». Это величина, которую можно описать только математически, которую нельзя измерить напрямую и которая также не сразу доступна для понимания.

Юмористическое объяснение этого термина будет Вернер Гейзенберг (1901–1976), который, как говорят, сказал, что сущность энтропии можно распознать по тому факту, что беспорядок всегда возникает «сам по себе» на его столе.

С помощью энтропии можно физически определить разницу между прошлым и будущим: вчера энтропия была ниже, чем сегодня, а завтра она будет больше, чем сегодня. Прошлое - предыдущее состояние - не может быть восстановлено никакими средствами физики.

Если применить к Вселенной идею неумолимо увеличивающегося беспорядка, мерой которого является энтропия, возникает следующая мысль: энергии - например, в форме тепла - неравномерно распределены в пространстве. Только представьте себе горячее солнце и ледяной холод между звездами.

Вся органическая жизнь основана на физических, химических и биологических процессах, которые одинаковы в одном отношении: они нуждаются в энергии, которую они могут получить только путем перетекания энергии с более высокого уровня на более низкий («Второй закон»). Независимо от того, падает ли черепица на землю, согревает ли земной шар солнечный свет или река вращает водяное колесо, энергия всегда меняется с «более высокого уровня» на «более низкий уровень».

Все эти преобразования энергии возможны только потому, что существуют различия в уровнях, которые имеют тенденцию выравнивать друг друга. Вода только стекает с горы, тепло течет только от горячей печи к более холодным окрестностям, и никакое тело не нагревается, забирая тепло из более прохладных окрестностей.

Однако там, где больше нет различий в уровне энергии, прекращается всякий поток энергии, а вместе с ним и вся органическая жизнь!

Поскольку теперь повсюду наблюдается тенденция к тому, что различия в уровнях энергии стремятся уравновесить друг друга, равномерное распределение всей энергии по Вселенной может быть лишь вопросом времени.

Солнца будут выгорены, каждое небесное тело может излучать тепло только до тех пор, пока не достигнет той же температуры, что и его окружение, пока все не станет «одинаково теплым», то есть не достигнет одного и того же энергетического уровня. Тогда вся жизнь подходит к концу, все химические реакции прекращаются.

Остается лишь механическое движение планет вокруг своих холодных солнц, пока, наконец, не замедленные сопротивлением трения, которое не полностью отсутствует даже в космосе, последние планеты не врезаются в свою центральную звезду.

«Тепловая смерть» - равномерное распределение всей энергии в пространстве - следовательно, будет неизбежным, заранее запрограммированным концом Вселенной, к которому она устремляется.

Что бы мы ни делали, работаем ли мы или спим, мы увеличиваем «беспорядок», то есть энтропию вселенной, и каждое событие, от дыхания человека до крушения небесного тела или взрыва солнца, увеличивает энтропия стремится к своему максимуму, «тепловой смерти» Вселенной.

Живые существа «анэнтропичны»?

Живые существа состоят из очень сложных, так что с точки зрения термодинамики очень «невероятных» структур, которые, кажется, противоречат принципу энтропии. Например, мельчайшая бактерия, которая может жить всего несколько минут, сложнее, чем любое произведение, созданное человеческими технологиями.

Но второй закон никоим образом не противоречит устройству высокоразвитых живых существ, какими бы невероятными они ни были с термодинамической точки зрения. Этот принцип говорит только о том, что в одном завершенный Система, энтропия всегда должна увеличиваться.

Наша Земля, например, вовсе не замкнутая система. она открытым Система, интегрированная в поток энергии Солнце - Земля - космос, делающая жизнь на нашей планете возможной. Энтропия может также уменьшаться локально из-за развития растений и животных на Земле, в то же время энтропия Солнца увеличивается. Существование органической жизни, которая создает более высокие структуры из простых, не противоречит принципу энтропии в целом.

С течением времени

Наше человеческое сознание сформировано «термодинамической стрелой времени»: вчера было раньше, чем сегодня, и мы ничего не знаем о завтрашнем дне. Требование закона энтропии о том, что время течет только в одном направлении, кажется естественным, потому что никому никогда не удавалось наблюдать «время, идущее назад».

Этот очевидный факт не может быть научно доказан, и современная физика не может исключить возможность поворота стрелы времени.

Физик Стивен В. Хокинг (1942-2018) нашел выход из этой дилеммы, связав стрелу времени с расширением пространства. Наша Вселенная расширяется, и во время этого расширения стрела времени должна двигаться в известном направлении.

Если это расширение однажды остановится, а затем пространство сначала начнет медленно коллапсировать, а затем все быстрее и быстрее, тогда стрелка времени может повернуться вспять и время потечет назад. Однако в этих условиях жизнь растений, животных и человека была бы невозможна в течение длительного времени. Нет необходимости размышлять о том, как может выглядеть физика в ретроспективе, потому что никто не переживет эту эпоху.

Конец Вселенной и, следовательно, всей физической жизни кажется неизбежным, независимо от того, произойдет ли он через энтропийную тепловую смерть или через обращение стрелки времени в фазе сжатия пространства.

Недавно было высказано предположение, что «расширение Вселенной» непрерывно ускоряется из-за загадочной «темной энергии». Тогда он был бы уверен в смерти от жары!

Наш мир - закрытая система?

В прошлые тысячелетия «вмешательство сверху» считалось фактом. Боги древних греков активно вели войны, пророки предупреждали о «наказании божьем» и даже в наше время ищут «дело божье в истории». (Недавно я услышал от профессора теологии, что воссоединение Германии возможно только в результате божественного вмешательства).

В исторических исследованиях это самое позднее с тех пор, как Давид Фридрих Штраус (1808-1874) опубликовал свой тогда весьма неоднозначный труд «Жизнь Иисуса» (1835), исключающий идею прямого божественного вмешательства.

Но человеческий разум сопротивляется утверждению, что наш мир неизбежно закончится хаосом и тепловой смертью. Человек бессознательно отказывается принимать вселенную как «закрытую систему», которая, предоставленная физическим законам природы, не может рассчитывать на какую-либо помощь.

Ни одна религия не может примириться с этим «миром, оставленным Богом»; каждый религиозный человек стремится к контакту вверх, просит о дальнейших озарениях, которые физическое мировоззрение не может ему предложить.

Надежда обещает старая традиция: история Грааля уходит в легенды.

О чудодейственной силе этого сосуда сообщают в различных формах. Это «силовой посредник» между Создателем и его творением. Бог не оставил своих созданий. Он не только закрепил совершенные законы в своей работе, но и наделяет ее поддерживающей силой. Эта святая сила поддерживает и продвигает все миры, и никто не должен чувствовать себя покинутым Богом. -

Любой желающий может сделать из этого дальнейшие выводы. Сила (физик сказал бы об «энергии») от Святого Грааля тогда также действует «анэнтропически», она уменьшает «беспорядок» в творении. Соответственно, наш мир вовсе не «закрытая система», потому что духовная энергия постоянно течет к нему извне, что в конечном итоге также становится действенным на Земле. При этом «мир» не должен неизбежно, по милости принципа энтропии, устремляться к хаосу.

Сам Творец, который может непрерывно излучать энергию, стоит намного выше принципов, сформулированных термодинамикой. Вряд ли это совпадение, что два основных принципа были обнаружены путем наблюдений на Земле, но никогда не были доказаны: предположительно, они применяются только в земном пространстве и в земном времени и теряют свое влияние на более высоких, духовных или даже божественных уровнях.

Человек, как бессмертное духовное существо, также может надеяться развиться из круговорота земных вещей, из роста и разложения, из рождения и возрождения к форме существования, обещанной всеми религиями на более легких высотах, где другие концепции время преобладает - и, следовательно, принцип энтропии также не должен применяться.

Итоговая оценка: 

[i] Neuerding (2015) предполагает, что Вселенная расширяется в бесконечность с возрастающей скоростью.