Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Января 2012 в 12:16, реферат
Целью настоящей работы является изучение проблемы тепловой смерти Вселенной.
Задачи работы: рассмотреть идею тепловой смерти Вселенной, изучить взгляды К.Э. Циолковского о тепловой смерти Вселенной, привести примеры путей решения данной проблемы.
Введение 3
1. Идея Тепловой смерти Вселенной 4
1.1. Появление идеи тепловой смерти Вселенной 4
1.2 Взгляд на тепловую смерть Вселенной из ХХ века 7
2. К.Э. Циолковский о тепловой смерти Вселенной 8
3. Пути решения проблемы тепловой смерти Вселенной 11
Заключение 14
Список литературы 17
Второй аргумент. В конце концов все, что мы делаем, все производство, все технологии, спорт, искусство, любовь и т.д. направлены на создание структур — материальных (когда мы производим, скажем, стулья или компьютеры), динамических (когда мы налаживаем, скажем, движение железнодорожного транспорта), поведенческих (когда вырабатываем определенные стереотипы поведения) и т.п. В ходе создания этих структур мы потребляем энергию, то есть превращаем одни ее формы в другие.
Ниоткуда не следует, что возникновение структур обязано сопровождаться ростом тепловой энергии, то есть тепловым загрязнением среды. Факты говорят, что эта схема, которая была задана отцами термодинамики, неблагоразумно связавшими себя с трактовкой энтропии как меры беспорядка, ошибочна. Все говорит за то, что прогрессивная эволюция в сторону усложнения с выделением тепла — только один из ее вариантов. Человечеству, предстоит переход от термальной фазы развития, когда деятельность по созданию структур сопровождается выделением тепла, к атермальной, когда человеческая деятельность сопровождаться выделением тепла не будет.
Атермальная технология — это не то, что имеют сегодня в виду, говоря о борьбе с тепловым загрязнением планеты. Последняя (борьба) предполагает сведение теплового загрязнения к минимуму, вообще же без выделения тепла современное производство работать не может. Между тем атермальная технология — это технология, вовсе не выделяющая тепла. Различие кардинальное, ибо в первом случае мы только отодвигаем гибель жизни на Земле, во втором — закрываем проблему.
Еще пример. Установлено, что для переохлажденной жидкости существует критическая температура, при которой энтропия кристалла равна энтропии жидкости. Если температура меньше критической, энтропия кристалла больше энтропии жидкости, если температура больше критической — меньше.
Переохладим
жидкость до температуры меньшей, чем
критическая, и бросим в нее, например,
крошку хлеба. Жидкость кристаллизуется.
Поскольку энтропия кристалла при этой
температуре больше энтропии жидкости,
при этом будет поглощено некоторое количество
тепла, температура системы за счет кристаллизации
понизится. То есть усложнение структуры
сопровождается в данном случае поглощением
тепла.
Мы привели только два примера возникновения структур с поглощением тепла, однако было бы достаточно и одного. Наука уже приучила нас к тому, что если какое-то явление, о возможности которого раньше не подозревали, имеет место хотя бы в одном случае, то тиражирование этого явления в принципе может быть поставлено на поток.
Иллюстрация
этой идеи на элементарных примерах, не
имеющих практического
Во-первых, если что-то, о чем прежде и не помышляли, оказалось возможным хотя бы в одном отдельно взятом случае в течение ограниченного промежутка времени, то, значит, это что-то допускается законами природы и может быть растиражировано на других объектах в любых потребных энергетических и временных масштабах.
Во-вторых, когда до человеческого сообщества вдруг доходит, что какую-то проблему можно решить в неожиданном направлении, то очень часто (к сожалению, не всегда) половина дела оказывается сделанной, в этом направлении происходит прорыв. Работу изобретателя и ученого чрезвычайно стимулирует знание того, что проблема в принципе имеет решение и его, это решение, следует искать в определенном направлении.
Кем-то остроумно было замечено, что у древних римлян было все необходимое для создания фонографа и что если бы они откуда-то узнали, что такое устройство может быть сделано из подручных им средств, то фонограф непременно был бы ими создан, и мы бы слушали сегодня живьем судебные речи Цицерона, Цезаря, Плиния Младшего и других древних о раторов.
С
атермальной технологией
Итак, мы можем отметить, что в постнеклассической науке были сформулированы принципиально новые подходы к анализу принципа Клаузиуса и устранению термодинамического парадокса в космологии. Наиболее значительны перспективы, которых можно ожидать от космологической экстраполяции теории самоорганизации, развитой на основе идей русского космизма.
Необратимые процессы в резко неравновесных, нелинейных системах позволяют, по-видимому, избежать тепловой смерти Вселенной, поскольку она оказывается открытой системой. Продолжаются и поиски теоретических схем «антиэнтропийных» процессов, непосредственно предсказываемых научной картиной мира, основанной на космической философии К.Э. Циолковского; правда, такой подход разделяется лишь немногими естествоиспытателями. Сквозь всю новизну постнеклассических подходов к анализу проблем термодинамики Вселенной «просвечивают», однако, те же самые «темы», которые сформировались еще во второй половине Х1Х века и порождены парадоксом Клаузиуса и дискуссиями вокруг него.
Мы видим таким образом, что принцип Клаузиуса до сих пор является почти неиссякаемым источником новых идей в комплексе физических наук. Тем не менее, несмотря на появление все новых моделей и схем, в которых тепловая смерть отсутствует, никакого «окончательного» разрешения термодинамического парадокса до сих пор не достигнуто. Все попытки разрубить «гордиев узел» проблем, связанных с принципом Клаузиуса, неизменно приводили лишь к частичным, отнюдь не строгим и не окончательным выводам, как правило, достаточно абстрактным. Содержавшиеся в них неясности порождали все новые проблемы и пока нет особой надежды, что успеха удастся достигнуть в обозримом будущем.
Вообще говоря, это – вполне обычный механизм развития научного познания, тем более, что речь идет об одной из наиболее фундаментальных проблем. Но ведь далеко не всякий принцип науки, как и вообще не любой фрагмент НКМ, является столь эвристичным, каким выступает принцип Клаузиуса. Можно назвать несколько причин, объясняющих, с одной стороны, эвристичность этого принципа, который до сих пор не вызывает ничего, кроме раздражения, у догматиков – безразлично, естествоиспытателей или философов, с другой – неудачи его критиков.
Первое
– сложности любых
Вторая
причина – использование
И, наконец, третья причина: как сам принцип Клаузиуса, так и попытки разрешения выдвинутого на его основе термодинамического парадокса предвосхитили одну из черт постнеклассической науки _ включенность гуманистических факторов в идеалы и нормы объяснения, а также доказательности знаний. Эмоциональность, с какой на протяжении более сотни лет критиковали принцип Клаузиуса, выдвигали различные его альтернативы, анализировали возможные схемы антиэнтропийных процессов, имеет, пожалуй, мало прецедентов в истории естествознания – и классического, и неклассического. Принцип Клаузиуса явно апеллирует к постнеклассической науке, которая включает „человеческое измерение”. Естественно, в прошлом эта особенность рассматриваемых знаний еще не могла быть по-настоящему осознана.
Но
сейчас, ретроспективно, некие «зародыши»
идеалов и норм постнеклассической
науки мы находим в этих старых
дискуссиях.