Тепловые устройства и инновации на основе термодинамики. Черный А.А. - 7 стр.

        Данный процесс асимметричен во времени - без внешнего вмеша-
тельства он не может стать обратимым. Т.е. бессмысленно ожидать в этом
случае, что газы вернутся в первоначальное положение. Можно сказать, что
в природе порядок стремится уступить место беспорядку. Однако можно
привести примеры, которые как будто бы противоречат данному принципу
возрастания энтропии. Так, живые системы в своем развитии усложняются,
вырастающие из жидкости кристаллы являются упорядоченные этой жид-
кости и т.д. Однако полная энтропия системы вместе с окружающей сре-
дой возрастает, ибо биологические процессы осуществляются за счет эн-
тропии солнечного излучения и т.д.
        Л.Больцман, предпринявший попытку объяснить, почему порядок
уступает место беспорядку, сформулировал H-теорему, являющуюся
результатом соединения двух подходов к приближению газа к состоянию
равновесия - макроскопического (законов ньютоновской механики, опи-
сывающих движение молекул) и микроскопического (исходящего из
представления газа как стремящегося к беспорядочному перераспределе-
нию). Из теоремы следовал вывод о том, что энтропия может только
возрастать - таково поведение термодинамических систем во времени.
        Однако с Н-теоремой Больцмана оказался связанным парадокс,
вокруг которого возникла дискуссия. Суть заключается в том, что с помо-
щью одной основанной на механике Ньютона молекулярной теории доказать
постоянный рост энтропии замкнутой системы нельзя, поскольку нью-
тоновская механика симметрична во времени - любое движение атомов,
основанное на законах ньютоновской механики, может быть представлено
как происходящее в обратном направлении. Т.к. асимметрию нельзя вы-
вести из симметрии, то теорема Больцмана (которая на основе лишь одной
механики Ньютона утверждает, что возрастание энтропии асимметричного
во времени) не может быть верной - для доказательства необходимо было к
законам механики добавить и асимметрию. Так что чисто механическая
интерпретация закона возрастания энтропии оказывалась несостоятельной.
На это первым обратили внимание Й.Лошмидт и Э.Цермело.
        При выводе Н-теоремы Больцман кроме механики Ньютона
опирался на предположение о молекулярном хаосе, которое, однако, не
всегда верно. По теории вероятности, возможность того, что молекулы газа
в упомянутом ранее сосуде будут двигаться не хаотично, а устремятся в
какую-то одну его половину, не является нулевой, хотя и исчезающе
мала. Поэтому можно сказать, что в принципе могут быть случаи, когда
энтропия убывает, а хаотическое движение молекул будет упорядочи-
ваться. Таким образом, Н- теорема Больцмана описывает механизм перехо-
да газа из состояния с низкой энтропией в равновесное, но не объясняет,
почему это происходит в одном и том же направлении во времени, а имен-
но из прошлого в будущее. А раз это так, то больцмановская модель лиша-
ется временной асимметрии.
        Но временная асимметрия - это реальный факт. Упорядоченность
реальных систем может возникать за счет внешних воздействий, а не за счет
                                    7