בס»ד
В 1913 году на русский язык была переведена книга профессора Йенского Университета Феликса Ауэрбаха «Царица мира и ее тень»[1].
Под «царицей мира» понималась энергия, в отброшенной энергией тени пряталась энтропия. Ауэрбах пытался разъяснить неискушенному читателю смутное понятие энтропии (темным его полагал сам Гиббс, немало сделавший для внедрения энтропии в сознание физиков).
В то довоенное, еще просвещенческое время выходила масса замечательных популярных книжечек, считалось, что вот просветим народ, и тогда… Феликс Ауэрбах вместе с женой покончат жизнь самоубийством в 1933 году, когда в самой ученой стране мира к власти придут нацисты.
О книге Ауэрбаха я узнал студентом, когда в 1982 году, наткнулся на брошюру Евгения Седова «Одна формула и весь мир. Книга об энтропии». Я набрел на нее в Харькове в знаменитом десятом магазине на площади Розы Люксембург, снял с рекламного стеллажа, да так от него и не отошел, пока не дочитал книжицу. С первых страниц автор утверждал, что Ауэрбах ошибался, и, на самом деле, царица мира энтропия, а в ее тени положено прилежно и скромно держаться энергии. Было о чем подумать начинающему физику, опустили как-то саму энергию. Замечу в скобках, что в 1982 году книга была издана тиражом в 70 000 экземпляров, и он был немедля раскуплен. Сегодня едва ли удалось бы продать и 700 экземпляров; дивны, однако, зигзаги прогресса.
Едвард Мунк. Портрет Феликса Ауэрбаха
***
В том же 1982 году я слушал курс физики конденсированного состояния, прочитанный блистательным Яковом Евсеевичем Гегузиным. Романтик, друг Бориса Слуцкого, Яков Евсеевич представил строение вещества борьбой энергии и энтропии, порядка и хаоса. Подобное изложение подталкивало к представлению о разгулявшихся в природе Ормузде и Аримане.
Из курса термодинамики следовало, что энтропия (мера беспорядка) ― скорее ведьма хаоса, а не царица мира. Что есть беспорядок, хаос интуитивно вроде бы понятно, глаз немедленно различает немецкий порядок и хаос иудейский, но как вычислить беспорядок? Как сосчитать хаос? Это удалось Людвигу Больцману, придумавшему формулу, позволявшую вычислить энтропию. Эта формула высечена на надгробии Больцмана, именно в ней по мнению Евгения Седова отразился весь мир, эта же формула Больцмана и погубила. В 1906 году Больцман, отчаявшись убедить ученое сообщество, покончил жизнь самоубийством в Дуино, где четырьмя годами позднее Рильке начнет писать элегии.
***
Самоубийству Больцмана предшествовал затяжной конфликт с Эрнестом Махом, столь повлиявшим на Эйнштейна. Этот метафизический конфликт тянется через всю историю физики и философии, стартовав Зеноновской черепахой, обгоняющей Ахилла. Черепаха движется медленно, но Ахиллеса обгоняет. Неспешно движется и спор мудрецов об устроении мира. Непрерывен мир или дискретен? Из ответа на этот вопрос следует слишком многое, чтобы обсуждать его без перехлестывающей горячности. Мах не верил в существование атомов, Больцман не сомневался в дискретном строении материи.
«Ситуация, когда в Венском университете работали одновременно Мах и Больцман, была странной: студенты на одном этаже на лекции по философии науки от Маха слышали о том, что атомов нет, на другом на лекции по физике от Больцмана, что атомы существуют». [1]
Людвиг Больцман Эрнст Мах
***
Введенная Больцманом, в качестве логарифма числа состояний системы, энтропия ― очень странная физическая величина. В отличие от всех прочих физических величин энтропия исчислима, а не измерима: число состояний считают по пальцам, а не измеряют метром или часами. Мера энтропии — число, в этом смысле энтропия ― чисто пифагорейское явление.
***
Настоящая революция в физике началась именно с Больцмановской энтропии, а не с квантовой механики. Во-первых, энтропия дискретна, во-вторых, непосредственно наблюдать ее нельзя. Немудрено, что Мах, полагавший основою физики наблюдение, взъелся на не слишком уравновешенного Больцмана. Ни атомов, ни энтропии Мах не наблюдал, а потому спокойно отметал за ненадобностью. Дж. Брайан писал в Nature: «Кинетическая Теория Газов не более чем чисто математическое исследование, результаты которого не имеют отношения к физическим явлениям, коротко говоря, вполне бесполезная математическая игра». [1]
В споре об энтропии Больцман оказался прав, но постепенно физика и вообще предпочла принципиально не наблюдаемые объекты вроде «струн», заставивших говорить Ли Смолина о кризисе физической науки и ее метода. [2] Так что, споры сторонников мистагога Платона и профессионального наблюдателя Аристотеля, проходя через Лейбница и Ньютона, Больцмана и Маха, Бора и Эйнштейна, не имеют привычки запросто разрешаться. Свободный выбор соотношения между наблюдением и пифагорейской игрой воображения в математический бисер остается искусством и дурно формализуется.
***
Согласно Второму Закону Термодинамики, энтропия замкнутой системы не убывает, хаос имеет тенденцию нарастать. Эйнштейн полагал, что все физические теории со временем будут заменены; смертна и теория относительности. Но есть и исключение: законы термодинамики Эйнштейн полагал вечными.
Профессор Тель-Авивского Университета Ги Дойчер не так давно выпустил интереснейшую книгу: «Энтропийный кризис», в которой показал, что никакого энергетического кризиса на самом деле нет, а вот энтропийный кризис человечество претерпевает. [3] Вся цивилизаторская деятельность человека состоит в упорядочении неупорядоченного. Из неупорядоченного сырого, дикого, неприрученного материала мы создаем вполне порядочные вещи, города и веси. Но порядок сам по себе не держится, его подстерегает наползающий хаос. Для поддержания порядка требуется энергия, чем больше порядка, тем больше ее требуется. Так что, «зеленое будущее» ― бред волосатоухих экологов. Для поддержания порядка придется сжигать нефть, газ, строить атомные электростанции.
***
Оглушительный успех подстерегал идеи Больцмана в ХХ веке. В 1948 году Клод Шеннон отождествил информацию с негэнтропией (это не совсем точно, но полу-приемлемо для эссе). Негэнтропия ― противоположность энтропии, придуманная Шредингером, ― мера упорядоченности системы. Так что, идеи Больцмана живут и побеждают. В недавней статье профессор Юрий Владимиров представил основные метафизические парадигмы естествознания, упомянув геометрическую, физическую и прочие философские альтернативы. [4] Хотелось бы добавить к ним информационную, негэнтропийную парадигму. Сегодня именно энтропия стала отчетливо претендовать на роль «архэ», первоосновы и перво-кирпичика бытия. Именно так можно понимать то, что по слову Б-га создан мир.
***
Позвольте предложить весьма спекулятивную гипотезу. Современная наука отчетливо сдвинулась в сторону изучения живого. Сегодня царствует биология. Но чем живое отличается от мертвого? Предлагались сотни ответов на этот вопрос, отчего бы и мне не попробовать? Я полагаю, что в неживой природе преобладает, царствует энергия (это отнюдь не означает, что энтропия не существенна), а в биологии подавляющее значение имеет обмен информацией (это не означает, что роль энергии ― мизерна). Не так давно было показано, что уже растения обмениваются информацией. [5]
Человек, как всегда, стоит наособицу. Взаимодействие человека с негэнтропией-информацией очень сложны. С одной стороны, порядочный человек упорядочивает все попадающееся под руку. С другой стороны, человек спонтанен, хаотичен, непредсказуем. Как говорил Мераб Мамардашвили: «живой пошутит иначе, напишет другую книгу». Но, так или иначе, информационная, энтропийная парадигма, по-моему, овладеет метафизикой биологии.
Использованная литература
-
Аристов В.В. Эрнст Мах и Людвиг Больцман, драма идей, драма людей, Метафизика, 2016, 3 (21), 100‒112.
Smoiln L. The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next, Mariner Book, Houghton Mifflin Co., Boston, 2006.
DeutscherG. The Entropy Crisis, World Scientific, Singapore, 2008.
Владимиров Ю. Метафизические парадигмы в трудах отечественных физиков-теоретиков второй половины ХХ века.
Westwood J. H. RNA transport: Delivering the message, Nature Plants, 15038, 2015.
Примечание
[1] Феликс Ауэрбах был феноменальной личностью. Круг его научных интересов поражает воображение: физик, математик, географ. Именно он открыл закон распределения городов по размерам, известный ныне, в качестве «Закона Ципфа». Ф. Ауэрбах покончил жизнь самоубийством вместе со своей супругой, сразу после прихода к власти нацистов в 1933 году. В своём прощальном письме он написал, что «он заканчивает земной путь без сожалений, после почти 50-летнего, взаимно приятного сосуществования, после последней ночи полной веселья».
Оригинал: http://7i.7iskusstv.com/2018-nomer12-bormashenko/
