Статьи и речи - Максвелл Дж.К.
Скачать (прямая ссылка):
отрасли физики и математики.
Со всем тем, однако, размеры нашей Земли и время ее обращения, хотя и
весьма постоянные, если отнести их к тем мерам сравнения, которыми мы в
настоящее время располагаем, не обладают этим постоянством, в силу какой-
либо физической необходимости. Земля может сжаться благодаря охлаждению
или может увеличиться в объеме благодаря падению на нее слоя метеоритов;
скорость ее обращения может понемногу замедлиться, и все-таки она
останется той же планетой, какой была. Но молекула, например, водорода,
как только ее матса или время ее колеба-
14
ния уменьшится, хотя бы и минимально, перестанет быть молекулой водорода.
Если поэтому мы хотим получить абсолютно неизменные стандарты длины,
времени и массы, то мы должны искать их не в размерах, или в движении,
или в массе нашей планеты, но в длине волны, в периоде колебания и в
абсолютной массе этих неразрушимых, неизменных и совершенно одинаковых
молекул.
Если мы обнаружим, что и на Земле и в звездном небе существуют
бесчисленные множества мельчайших тел и с совершенно одинаковой массой -
столько-то и не больше гран - и колеблющихся всегда с одним и те же
периодом - столько-то раз и не более в секунду - и если мы учтем, что
никакая сила природы не может, хотя бы минимально, изменить массу или
период колебания любого из этих тел, то мы дойдем по пути исследования
природы до одной из тех точек, в которой уже приходится руководствоваться
убеждением, что "то, что мы видим, не состоит из вещей, которые нам
кажутся".
Одним из самых замечательных результатов успехов учения о молекулах
является тот яркий свет, который наука пролила на природу необратимых
процессов, т. е. процессов, которые всегда направлены в сторону какого-
либо предельного состояния и никогда не совершаются в обратном
направлении. Так, например, если мы поместим два газа в один и тот же
сосуд, то они смешаются и смесь будет постоянно стремиться стать более
однородной. Если мы поместим в сосуд два неодинаково нагретых количества
одного и того же газа, то произойдет нечто в том же роде и весь газ будет
стремиться приобрести одинаковую температуру. Если мы заставим
соприкасаться два неодинаково нагретых твердых тела, то будет иметь место
непрерывное приближение их обоих к некоторой средней температуре.
В случае с двумя газами можно достигнуть разъединения химическим путем,
но в других двух случаях прежнее положение вещей не может быть
восстановлено никаким естественным процессом.
В случае теплопроводности или диффузии тепла процесс не только необратим,
но он влечет за собой невосстановимое уменьшение той части полного запаса
тепловой энергии, которую можно преобразовать в механическую работу.
15
Такова теория Томсона о необратимом рассеянии энергии; она эквивалентна
учению Клаузиуса о возрастании того, что он называет "энтропией".
Необратимый характер этого процесса отчетливо воплощен в теорию Фурье о
теплопроводности, где, как указывают формулы, возможное решение для
всяких положительных величин времени неизменно стремится вылиться в форму
однообразной диффузии тепла.
Если же мы пытаемся пойти против течения времени, придавая ему постоянно
уменьшающиеся значения, то мы дойдем До такого положения вещей, при
котором формула имеет так называемое критическое значение; если мы теперь
исследуем положением вещей за мгновение перед этим, то мы убедимся, что
формула становится абсурдной.
Таким образом у нас создается концепция такого положения вещей, которое
не может пониматься как физический результат некоего предшествовавшего
положения, и мы убеждаемся, что это критическое условие действительно
существовало не в какую-либо бесконечно отдаленную эпоху, но отделено от
настоящего времени определенным конечным интервалом.
Физические исследования недавнего прошлого сроднили нас с этой идеей
начала в такой мере, какую не мог бы предвидеть никто из наблюдавших
развитие научного мышления прежних времен.
Однако человеческой мысли несвойственно, по примеру нагретого тела у
Фурье, неизменно устанавливаться в состоянии окончательного
уравновешенного покоя, которое мы можем предсказать заранее. Наша мысль
скорее подобна дереву, выпускающему побеги, которые тянутся к свету, или
же корням дерева, извивающимся среди различных пластов земли, в которые
они зарываются. Мы, которые дышим воздухом нашего века и знаем только
характеристики современного мышления,- мы не можем предсказать общий тон
науки будущего, так же как не можем предвидеть тех открытий, которые
принесет это будущее.
Физические исследования постоянно обнаруживают перед нами новые
особенности процессов природы, и мы вынуждены находить новые формы
мышления, соответствующие этим особенностям. Отсюда вытекает
необходимость тщательного изучения взаимоотношений между математикой и
физикой, определяющих те условия, при которых идеи, заимствованные из
одной отрасли физики,
Ц
могут быть с уверенностью использованы для построения идей, применимых в
