Игорь Забелин - Человечество - для чего оно

• Название: Человечество - для чего оно
• Автор: Игорь Забелин
• Жанр: Научная Фантастика

---

Энтропии Клаузиуса в свое время "повезло" примерно так же, как теории относительности, на некоторое время она оказалась "модной", и потому понятие это приобрело широкую известность. Я лишь коротко напомню суть дела, суть второго закона термодинамики, не вдаваясь в несущественные для моих целей вариации и подробности. Второй закон термодинамики еще называют законом рассеяния энергии.

Наиболее важное и нужное для понимания дальнейшего заключается в том, что различные формы энергии с переходом в тепловую как бы консервируются, "выходят из игры"; энергия не исчезает, но становится бесполезной, неработающей, и таким образом возрастает энтропия системы. Если все виды энергии перейдут в замкнутой системе в тепловую, то наступит тепловая смерть системы (максимальная энтропия), и лишь некий толчок со стороны может вернуть системе жизнь, вновь привести ее в движение.

Клаузиус, считая Вселенную конечной, распространил второй принцип термодинамики на всю Вселенную и предсказал ей тепловую смерть, то есть такое состояние, когда вроде бы все остается - и материя, и прежнее количество энергии, но уже не происходит никаких изменений и превращений.

В отдельных частях Вселенной увеличение энтропии действительно вполне возможно, или, иначе говоря, такая отдельная часть или такая система может перейти из состояния менее вероятного в состояние более вероятное.

Австрийский физик Людвиг Больцман, в числе первых подвергший критике гипотезу Клаузиуса, нарисовал такую картину Вселенной: "Можно себе представить мир как механическую систему, состоящую из огромного числа частиц и существующую неизмеримо долго. В сравнении с размерами этой системы ничтожна вся наша звездная система, и промежутки времени, измеряемые необозримыми эпохами, будут малы по сравнению со временем существования Вселенной. В этой Вселенной господствует почти везде тепловое равновесие и как его следствие - смерть. Но то там, то здесь в небольших относительно участках (они будут порядка нашего звездного мира; мы их будем называть индивидуальными мирами) окажутся значительные отступления от термического равновесия... Число частей Вселенной, переходящих к состояниям более вероятным, равно числу частей, переходящих к менее вероятным состояниям".

Иначе говоря, во Вселенной существуют как "энтропийные", так и "антиэнтропийные" миры (миры, а не системы, по принятой в этой статье терминологии), причем направление их эволюции со временем может изменяться на противоположное. Но с возможностью увеличения энтропии считаться приходится. "Итак, в конце концов приходят все же к исчерпанию и прекращению движения, - писал Энгельс. - 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 ставит этот вопрос в абсолютной форме, и от него нельзя отделаться при помощи негодных отсрочек векселей и увиливаньем от ответа" *. (* "Диалектика природы", 1946, стр. 230).

Речь идет, стало быть, о поисках антиэнтропийных процессов, как назвал их Циолковский, антиэнтропийных систем, способных аккумулировать теплоту по отношению к земному шару солнечное тепло - и затем как-то использовать ее.

Первый такой процесс, сразу же противопоставленный второму началу термодинамики, был обнаружен сравнительно быстро - это органическая жизнь, растительность в первую очередь, с ее способностью к фотосинтезу. Именно в растениях концентрируемое солнечное тепло вновь становится используемым, начинает активно функционировать. О том, что жизнь как некая система противостоит закону рассеяния энергии, писали и К. А. Тимирязев и В. И. Вернадский, а Н. А. Умов даже предлагал ввести в научный обиход третий закон термодинамики, определяющий развитие живой природы.

Но на земном шаре протекает еще один антиэнтропийный процесс, значительно менее известный. Я имею в виду зарядку геохимических аккумуляторов.

Дело тут в следующем. Исследованиями кристаллографов еще в довоенное время была установлена почти для всех породообразующих минералов атомная, или "тонкая", структура (подразумевается взаимное расположение составляющих атомов в кристалле). Уже в более позднее время, при сравнении полученных результатов, кристаллографы подметили существенное структурное различие между главными минералами изверженных и излившихся пород - с одной стороны, и минералами из осадочных и метаморфизованных пород - с другой (я использую работы советских ученых В. И. Лебедева и особенно Н. В. Белова). По распространенности в земной коре "чемпионом" среди химических элементов является кислород (около 50 процентов), на втором месте - кремний (25 процентов), а на третьем - алюминий (9 процентов). Так вот, при внимательном анализе обнаружилось, что элемент алюминий в кристаллических решетках изверженных и излившихся пород окружен атомами кислорода гораздо плотнее, ближе, чем в кристаллических решетках минералов осадочных и

метаморфических пород.

Но изменение расстояния между атомами алюминия и кислорода связано с изменением количества энергии, с освобождением ее в недрах земного шара. Значит, где-то и когда-то минералы должны были зарядиться, чтобы потом "разрядиться". Предполагается, что процесс этот имеет такой характер...

Впрочем, сначала одна оговорка. В. И. Вернадский полагал, что все процессы, протекающие в земной коре и не затронутые жизнью, строго подчиняются второму закону термодинамики - возрастает энтропия, нивелируются уровни гор и равнин, разрушаются

горные породы...

И вот в то же самое время в земной коре идет и антиэнтропийный процесс, прямо противоположный второму закону термодинамики. Скажем, горные породы разрушаются выветриванием, но в процессе разрушения солнечные лучи как бы "заряжают" некоторые минералы, повышают их энергетическое состояние. Спускаясь постепенно в глубь Земли, осадочные породы отдают там солнечное тепло, и, быть может, именно оно играет главную роль в сложной тектонической жизни земной коры. Во всяком случае, Н. В. Белов подсчитал, что если при радиоактивном распаде необходимое для переплавления горных пород тепло накапливается за 50-55 миллионов лет, то с помощью геохимических аккумуляторов то же количество тепла может быть легко собрано в любом секторе Земли за несколько тысяч лет.

Итак, на земном шаре протекают по меньшей мере два антиэнтропийных процесса - процесс фотосинтеза и процесс "зарядки" геохимических аккумуляторов.

Поскольку жизнь не существует на земном шаре изолированно от прочих компонентов биогеносферы и поскольку зарядка геохимических аккумуляторов невозможна без разрушения горных пород водою, ветром, корнями растений, теплом и холодом, - по всем этим причинам мы должны признать, что биогеносфера - это и есть антиэнтропийная система, механизм которой обусловливает протекание антиэнтропийных процессов.

Человечество как высшее проявление жизни, разумеется, тоже противостоит второму закону термодинамики. Об этом сейчас пойдет разговор более подробный, а пока отметим, что в будущем, научившись управлять биогеносферой, человечество сможет регулировать и антиэнтропийные ее начала.

С точки зрения статистической, что ли, человек, как и любое животное, это центр уменьшающейся энтропии, или отрицательной энтропии - так нередко пишут последнее время, хотя термин этот и не очень хорош. Но организм человека и животного противостоит увеличивающейся энтропии за счет внешних связей, за счет обмена веществ, а собирают, аккумулируют энергию все-таки растения. Животное и человек - они потребители... До тех пор, правда, пока техника, созданная человеком, не начинает использовать, концентрировать солнечное тепло. Советский ученый П. Г. Кузнецов справедливо, на мой взгляд, утверждает, что общим как для машин и механизмов, так и для живых организмов является выполнение ими определенных антиэнтропийных функций...

Но машины, механизмы - это, по известным определениям, материализованная сила знаний... Стало быть, мы можем выделить еще один антиэнтропийный процесс, наиглавнейший, пожалуй, - процесс накопления знания как силы, как энергии, направляемой на внешнюю природу, - процесс, наиболее полно выражающий феномен человечества.

...И вновь, так, по крайней мере, кажется автору, нетрудно сделать вывод из изложенного: цель человечества - противостоять энтропии, его назначение - избавить некий локальный участок мироздания от тепловой смерти или, по крайней мере, замедлить ее наступление.

И так все, и не так. Но мы близки к завершению анализа...

Что человечеству не избавиться от выполнения во все возрастающем масштабе антиэнтропийных функций, в общем-то очевидно и в особых доказательствах не нуждается. С созданием гелиоэнергетики, кстати, люди начнут самым непосредственным образом аккумулировать и использовать солнечное тепло.