<<
>>

8.3. Возможный механизм появления необратимости при диссипации энергии

Я разделяю данное убеждение С.Д. Хайтуна и думаю, что необходим тщательный теоретический и экспериментальный анализ представлений о неупругом взаимодействии микрообъектов, физическая сущность которого и является ключом к пониманию "обычной" необратимости. Решение парадокса тепловой необратимости я предлагаю искать в ситуации, когда уравнения гамильтоновой механики не полностью определяют физическую ситуацию, т.е. допускают более одного решения. В этом случае дополнительный фактор, действующий при микровзаимодействии, мог бы иметь и вероятностную природу, что сняло бы кажущееся противоречие.

Возможны ли ситуации, не описываемые однозначно гамильтоновой механикой? Да, возможны. Известно, в частности, что при упругом соударении более чем двух точечных частиц законы сохранения (энергии, импульса и момента импульса) дают меньшее число уравнений, чем требуется для однозначного нахождения всех скоростей. Вместе с тем подобные групповые соударения крайне маловероятны, поэтому в случае упругого взаимодействия существенной роли играть не могут. Однако в случае неупругого взаимодействия дело, как мне кажется, обстоит иначе.

Когда говорят о неупругом соударении макрообъектов, привлекаются представления об энергии деформации тел и т.п. Однако в случае микрообъектов мы не можем игнорировать теплового электромагнитного излучения, всегда присутствующего в объеме, где происходит теплопередача. При неупругом соударении происходит перестройка молекул и атомов, при

8. О необратимости

103

этом испускаются и поглощаются тепловые фотоны. Но это означает, что фактически в неупругом взаимодействии всегда участвует более двух частиц, поскольку фотон практически является лишь промежуточным носителем избыточной энергии и импульса!

С точки зрения классических представлений необратимость возникает при неупругих соударениях уже за счет того, что кинетическая энергия разлетающихся частиц всегда строго меньше их суммарной энергии до соударения. Однако с квантовой точки зрения равновероятны как излучение, так и поглощение фотона, поэтому "демон необратимости" спрятан не здесь. В действительности необратимость связана с тем, что дополнительно "вовлекаемые" в соударение частицы выбираются фотоном-посредником абсолютно "случайно". Именно акт излучения и поглощения фотона позволяет, как мне кажется, природе задействовать вероятностный механизм взаимодействия на микроуровне.

Во всяком случае, механизм, приводящий к установлению равновесия и формирующий "энтропийную" стрелу времени, с необходимостью должен быть определен уже на микроуровне. Точно так же и биологическая макроэволюция, выделяющая "антиэнтропийную" стрелу времени, может иметь место только в том случае, когда в ее основе заложен соответствующий негэнтропийный микромеханизм (например, запрограммированность сценариев эволюции на генетическом уровне). Вероятностное описание любого процесса в конечном счете всего лишь устанавливает его интегральные характеристики, тогда как суть явления с необходимостью обусловлена свойствами элементарных его составляющих.

<< | >>
Источник: М. X. Шульман. ПАРАДОКСЫ, ЛОГИКА И ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВРЕМЕНИ Москва 2006-2011. 2011

Скачать готовые ответы к экзамену, шпаргалки и другие учебные материалы в формате Word Вы можете в основной библиотеке Sci.House

Воспользуйтесь формой поиска

8.3. Возможный механизм появления необратимости при диссипации энергии

релевантные научные источники: