Торжество закона и укрепление материализма в XIX века

После рассмотрения истории открытия закона сохранения и превращения энергии остановимся на той философской характеристике, которую дали Энгельс и Ленин этому закону. В философском смысле значение названного закона состоит в том, что благодаря установлению диалектического (по существу) взгляда на движение, на его неразрывную связь с материей, на взаимопревращаемость всех его форм прочно укрепились позиции материализма. Это выразилось в том, что, во-первых, укрепилось признание первичности материи, ее несотворимости и неразрушимости; во-вторых, укрепилось признание познаваемости материи во всех ее формах и проявлениях.

 

Только что названные нами два пункта представляют, по Энгельсу, две стороны одного и того же основного вопроса всякой философии — вопроса об отношении мышления к бытию. Рассмотрим подробно, какое влияние на решение этого основного философского вопроса в материалистическом духе оказало открытие закона сохранения и превращения энергии и его дальнейшая разработка современной физикой.

 

Философскую основу взглядов Энгельса на закон сохранения и превращения энергии можно выразить следующим его положением, которое философски обобщает данный физический закон: «Материя без движения так же немыслима, как и движение без материи. Движение поэтому так же несотворимо и неразрушимо, как и сама материя...».

 

В этом общефилософском положении можно выделить несколько более частных определений, опровергая которые в области физики идеализм пытался подорвать позиции материализма; к числу их относятся следующие:

 

1)            не существует бездеятельной материи, лишенной движения (энергии);

 

2)            не существует чистого, нематериального движения (энергии), не связанного неразрывно с той или иной формой материи;

 

3)            не существует процессов, при которых движение

(энергия) творится или разрушается количественно; количество движения (энергии) всегда сохраняется;

 

4)            не существует процессов, при которых движение (энергия) разрушилось бы качественно, в смысле полной утраты материей способности воспроизводить ту или иную свою форму; в силу превращаемости всех форм движения (энергии) ни одна из этих форм не может исчезнуть навсегда, абсолютно; напротив, любая качественно-определенная форма, присущая движущейся материи, так или иначе имеет возможность появиться в природе без участия сверхъестественных сил;

 

5)            не существует процессов, при которых могла бы твориться или исчезать сама материя.

 

Отказ от любого из перечисленных определений так или иначе, непосредственно или в конечном счете, с логической неизбежностью ведет к отказу от материалистического понимания природы, к допущению идеализма и теологии в области естествознания.

 

Вот почему слабость естественнонаучного физического обоснования каждого из перечисленных пунктов всегда очень охотно использовали идеалисты для доказательства мнимой правоты своих взглядов, для оправдания идеи первичности духа, идеи существования творца природы.

 

Метафизический, механистический взгляд на материю в XVII—XVIII вв. как на бездеятельную мертвую массу означал признание, что материя (хотя бы временно) может существовать без движения. Но так как в действительности материя движется, то следовал вывод, что свое движение материя получила откуда-то извне, «свыше». Тем самым становилось не только возможным, по и необходимым допустить, что существует какая-то могущественная, сверхъестественная сила, стоящая над природой, короче говоря,— бог. В философском отношении это означало признать в известной мере первичность духа, ибо только дух при таких условиях мог сообщить материи необходимое ей движение и активность.

 

Метафизический отрыв материи от движения становился, таким образом, гносеологическим источником для идеалистических выводов.

Вместе с тем этот отрыв делал неизбежным признание, что движение может твориться из ничего и что поэтому его количество во Вселенной все время меняется.

 

Но признание одного только факта сохранения энергии, т. е. трактовка основного закона движения с одной лишь его количественной стороны, не устраняло еще полностью из физики мысли о первом толчке и о стоящем за ним творце. Такая мысль продолжала сохраняться в физике постольку, поскольку сама по себе идея количественного постоянства энергии могла вполне ужиться с допущением, что в качественном отношении энергия может быть разрушима в том смысле, что она может быть навсегда, т. е. абсолютно, лишена способности проявиться в той или иной качественно определенной своей форме.

 

В самом деле, чтобы последовательно, материалистически объяснить все явления природы, необходимо признать, что материя движется в вечном круговороте согласно законам, по которым на определенной ступени развития материи с необходимостью возникают все присущие ей от природы качественно различные формы движения. Если же признать, что энергия сохраняется только количественно, но не качественно, то для объяснения того, каким образом совершенно исчезнувшая форма движения материи, ставшая уже абсолютно невозможной, появилась вновь, нужно прибегнуть опять к тому же самому «толчку свыше».

 

Вывод о качественной разрушимости движения был сделан во второй половине XIX в. на основе односторонней, чисто количественной разработки следствий из второго начала термодинамики и превращения этих следствий в нечто абсолютное. Как и в XVIII в., такой подход не давал возможности правильно понять круговорот материи во Вселенной и продолжал сохранять лазейки для идеалистических и явно теологических выводов. Именно такой была гипотеза «тепловой смерти Вселенной», высказанная на основе неправильно истолкованного второго начала термодинамики.

 

Само по себе второе начало термодинамики ничего идеалистического в себе не содержит. Оно лишь утверждает, что тепло не может естественным путем переходить с более холодных тел на более горячие; например, если мы бросим раскаленный гвоздь в лед, то лед нагреется и расплавится, а гвоздь остынет до температуры среды. Мы сочли бы чудом, если бы случилось обратное, т. е. если бы опущенный в холодную воду гвоздь сам собой раскалился, а вода, отдав ему свое тепло, замерзла. В природе этого не бывает. Второе начало термодинамики и выражает невозможность подобного рода «противоестественных» процессов.

 

Если мы глубже вдумаемся в это важное начало термодинамики, то обнаружим, что оно выражает собой только то, что все процессы природы имеют определенную направленность, поскольку все они идут в сторону постепенного рассеяния энергии. Эту направленность можно выразить в количественной, математической форме. С этой целью Клаузиус во второй половине XIX в. ввел особую математическую функцию, которую он назвал энтропией. Энтропия — это мера рассеяния энергии; когда энергия рассеивается, то математически ее рассеяние выражается в виде возрастания энтропии системы. Чем больше рассеивается энергия, тем больше растет энтропия. В соответствии с этим направленность естественных процессов в сторону рассеяния энергии может быть выражена как их направленность в сторону возрастания энтропии. Таково физическое содержание второго начала термодинамики. Его можно сформулировать так: в замкнутой системе общая энтропия системы не может самопроизвольно уменьшаться; она либо возрастает, стремясь к определенному максимуму, либо, когда этот максимум достигнут, остается постоянной.

 

Мы подчеркнули слово замкнутой, так как, строго говоря, второе начало термодинамики соблюдается лишь в определенных пределах. Его нельзя по собственному усмотрению распространять на всю Вселенную; Вселенная, в силу своей бесконечности, не может рассматриваться как замкнутая система, наподобие того, как мы рассматриваем газ, заключенный в непроницаемом сосуде, изолированный от всего остального мира. Абсолютизирование второго начала термодинамики путем неоправданного его распространения на такие случаи, которые находятся за пределами его применимости, неизбежно должно было повлечь за собою ошибочные следствия. Так это и произошло в истории физики.

 

Когда Клаузиус распространил второе начало термодинамики на всю Вселенную и высказал свое нашумевшее положение: «Энтропия мира стремится к максимуму», то немедленно возник вопрос: что же будет с миром после того, как его энтропия достигнет максимума? По аналогии с замкнутой системой надо было заключить, что тогда прекратятся все процессы и наступит полное, абсолютное равновесие во всем мире, т. е. всеобщая смерть — «тепловая смерть Вселенной». После ее наступления материя абсолютно утратит способность порождать из самой себя какие-либо новые, качественно отличные формы движения; всякое появление новых форм движения после того, как энтропия мира достигнет своего максимума, станет невозможным, ибо это означало бы нарушение второго начала термодинамики, распространенного на Вселенную. Поэтому никаким естественным путем больше никогда и нигде во всей Вселенной не смогут развиться такие высокие формы движения, как жизнь и сознание. Жизнь окончательно должна будет исчезнуть на всех мирах и никогда не повторится вновь.

 

Все это означало — признать качественную разруши-мостъ движения, против чего решительно возражал Энгельс. Такая довольно неутешительная перспектива для Вселенной явилась следствием неправильного истолкования второго начала термодинамики; само же это начало, разумеется, не давало никакого повода выводить из него столь далеко идущие следствия. Более того: признание тепловой смерти Вселенной неизбежно влекло за собой следующее, еще более антинаучное заключение: если мировой процесс имеет конец, то он должен был иметь и начало, а это начало должно было состоять в том, что какая-то сверхъестественная сила вывела мир из состояния абсолютного равновесия. Отсюда логически вытекал идеалистический вывод о неизбежном вмешательстве творца в дела природы.

 

Этот вывод и его гносеологические метафизические корни Энгельс подверг самой суровой критике; Энгельс доказал несостоятельность распространения второго начала на Вселенную, ибо такое распространение приводило к противоречию с теорией превращения энергии и со всем основным законом движения в целом64.

 

Опираясь на теорию превращения энергии, Энгельс точно указывает, где именно, т. е. в решении каких конкретных физических проблем, надо искать ответа на поставленные наукой вопросы, с тем чтобы изгнать из физики ложную гипотезу тепловой смерти Вселенной, а вместе с ней — последнее воспоминание о внемировом творце. Для этого, как доказывает Энгельс, необходимо показать, что материя, находясь в вечном гигантском круговороте, из самой себя может породить все условия, необходимые для того, чтобы проявить все присущие ей от природы качественные формы движения. Говоря конкретнее, поставленный выше вопрос «будет окончательно решен лишь в том случае, если будет показано, каким образом излученная в мировое пространство теплота становится снова используемой. Учение о превращении движения,— продолжает Энгельс,— ставит этот вопрос в абсолютной форме, и от него нельзя отделаться при помощи негодных отсрочек векселей и увиливанием от ответа» 65.

 

В заключение своего рассуждения Энгельс резко подчеркивает: «Кругооборота здесь не получается, и он не получится до тех пор, пока не будет открыто, что излученная теплота может быть вновь использована» 66.

 

Смысл указаний Энгельса сводится к тому, что нельзя абсолютизировать второе начало термодинамики, нельзя безоговорочно распространять это начало на все без исключения процессы природы. Если в обычных условиях, например на Земле, естественные процессы текут в сторону возрастания энтропии, то это вовсе не значит, по Энгельсу, что все процессы всегда и везде должны течь только в таком направлении, и ни в каком ином. Другими словами, Энгельс рассматривает второе начало термодинамики не как абсолютный, пеизменный закон природы, но как относительный закон, справедливый лишь в определенной области явлений и делающийся недействительным за ее границами. Соответственно этому Энгельс пытается направить мысль физиков на то, чтобы обнаружить границы применимости второго начала термодинамики и тем самым конкретно показать недопустимость распространения этого начала на Вселенную в целом.

 

Не будучи физиком, Энгельс не мог выдвинуть детально разработанную физическую теорию, которая давала бы более глубокую и не одностороннюю трактовку понятия энтропии. Но он с удивительной прозорливостью наметил общий познавательный путь, идя по которому можно было найти принципиальное решение всей поставленной проблемы. В связи с важностью этого вопроса приведем рассуждение Энгельса подробнее.

 

Исходя из того, что движение материи — это не одно только простое механическое движение (перемещение), но также теплота, свет, электрическое и магнитное напряжение, химическое изменение, жизнь и, наконец, сознание, Энгельс делает вывод: «Говорить, будто материя за все время своего бесконечного существования имела только один-единственный раз — и то на одно лишь мгновение по сравнению с вечностью ее существования — возможность дифференцировать свое движение и тем самым развернуть все богатство этого движения и что до этого и после этого она навеки ограничена одним простым перемещением,— говорить это значит утверждать, что материя смертна и движение преходяще... Материя, чисто механическое перемещение которой хотя и содержит в себе возможность превращения при благоприятных условиях в теплоту, электричество, химическое действие, жизнь, но которая не в состоянии породить из самой себя эти условия, такая материя потерпела определенный ущерб в своем движении» 67.

 

Каким же путем остывшие и умершие миры могут вновь возродиться? Очевидно, таким же, каким материя нашего мирового острова в свое время породила те миллионы звезд, постепенное умирание которых мы теперь наблюдаем. Каков же этот путь? Иначе говоря: как образуется исходный, сырой материал для новых солнечных систем? В XIX в. на эти вопросы были даны в философском отношении два прямо противоположных ответа: идеалистический, какой дали сторонники «тепловой смерти Вселенной», и материалистический, какой дал Энгельс. Отвечая на поставленные выше вопросы, Энгельс писал: «Но здесь мы вынуждены либо обратиться к помощи творца, либо сделать тот вывод, что раскаленное сырье для солнечных систем нашего мирового острова возникло естественным путем, путем превращений движения, которые от природы присущи движущейся материи и условия которых должны, следовательно, быть снова воспроизведены материей, хотя бы спустя миллионы и миллионы лет, более или менее случайным образом, но с необходимостью, внутренне присущей также и случаю».

Таким образом, Энгельс связывает решение этой проблемы с вопросом о соотношении случайности и необходимости, или, говоря конкретнее, с такой трактовкой энтропии, которая не исключала бы возможности случайного возвращения системы естественным путем в состояние с меньшей энтропией, хотя бы такой возврат и совершался через огромнейшие промежутки времени; чтобы дать такое толкование энтропии, надо было исходить из учета необходимости, которая присуща и случаю, иначе говоря, из диалектического взгляда на соотношение случайности и необходимости. Такова по существу мысль Энгельса, заключенная в приведенном выше отрывке.

 

К сожалению, мысль Энгельса осталась тогда неизвестной; ее высказали физики независимо от Энгельса.

 

Насколько эта мысль была прогрессивной и революционной, какую огромную роль она должна была сыграть в науке, показывают позднейшие физические открытия. Одним из самых важных было открытие Больцманом зависимости между энтропией и вероятностью состояния системы. Направленность процессов природы в сторону возрастания энтропии Больцман истолковал как стремление совокупностей физических частиц (молекул) переходить из менее вероятного в более вероятное состояние. Значит, по Больцману, энтропия есть мера вероятности состояния системы.

 

С этой точки зрения обратный переход системы из состояния с большей энтропией в состояние с меньшей энтропией не считается чем-то абсолютно невозможным; в принципе такой переход возможен, но только мало вероятен; через очень долгие промежутки времени, случайным образом, но с необходимостью, присущей и случаю, то там, то здесь, внутри Вселенной отдельные системы могли сами собой приходить в менее вероятное состояние; таким образом, энтропия могла естественным путем не только возрастать, но и уменьшаться. По теории Больцмана, явления, протекающие с уменьшением энтропии, должны наблюдаться тем чаще, чем более длительны промежутки времени или чем меньше участки, в которых мы наблюдаем какую-либо систему, например газ или жидкость. Все это было блестяще подтверждено на опыте при исследовании так называемого броуновского движения, явлений флуктуации в газах (отклонения от средней плотности) и других физических явлений.

Позднее теорию Больцмана разработал подробнее Смо-луховский; Планк и Эйнштейн распространили ее на процессы излучения. В результате родился совершенно новый и весьма важный раздел современной физики — статистическая физика; ее методологическую основу фактически составила поставленная Энгельсом проблема соотношения случайности и необходимости применительно к физическим процессам.

 

И хотя вопросы, поставленные Энгельсом в «Диалектике природы» относительно круговорота материи во Вселенной, до сих пор еще не могут считаться окончательно решенными, однако физика уже подходит к их решению, двигаясь по тому познавательному пути, какой был указан Энгельсом.

 

Начиная с работ Больцмана и кончая новейшими физическими и астрономическими теориями, которые опираются на такие открытия, как радиоактивность, квантовая теория, явление превращения фотонов (квантов света) в электрически заряженные частицы материи и обратно, и другие открытия, физика все ближе подходит к положительному решению данной проблемы; все это подтверждает правильность прогноза, сделанного Энгельсом в 70-х годах XIX в., правильность высказанного им глубокого убеждения, что физика сможет решить эту проблему, ибо учение о превращении энергии доказало в общей форме, что движение не разрушимо не только количественно, но и качественно. Путь к решению лежал не только через статистическое истолкование энтропии.

 

В 80-х годах прошлого века со всей остротой обнаружилась необходимость учесть ранее недооцененную качественную сторону процесса превращения энергии; на этой основе возникли новые электрохимические учения, давшие мощный толчок уже подготовленному предшествующим развитием науки взаимопроникновению физики и химии.

 

В обстановке бурного прогресса науки о природе Энгельс вправе был сказать, что получившая дальнейшее развитие теория превращения энергии вырывает с корнем из естествознания остатки теологии, которые в виде той же гипотезы о тепловой смерти имели хождение в науке в 60-х и 70-х годах XIX века.

В 1886 г. Энгельс резюмирует: «Таким образом, материалистическое воззрение на природу покоится теперь на еще более крепком фундаменте, чем в прошлом столетии».

Категория: Философия | Добавил: fantast (22.01.2019)
Просмотров: 65 | Рейтинг: 0.0/0