Меморандум о естествознании

Термодинамика

Понятие энергии стало настолько тривиальным, что уже трудно оценить всю масштабность его интеллектуального достижения. Не менее трудно ясно его определить. В сложившейся ситуации мало найдется слов, значение которых так же запутано и разноречиво, как понятия о физической работе, мощности и энергии. Путаница в понятиях о природной среде должна быть нетерпима не только в научной, но и в любой другой области знаний (Л.Элиот, У.Уилкокс: Физика)

Так, Джеймс Джоуль определил равновесное значение теплоты и работы, а Никола Карно сформулировал закон превращений теплоты и работы. Уильям Томсон, лорд Кельвин в работе "К динамической теории теплоты" (1851) обнаружил "путаницу физических понятий" в опытах Джоуля и в законе Карно: за ними скрыты два отдельных закона, но выводы Карно в определенном смысле сохраняют значение, не вступая в противоречие с открытием Джоуля. Векторы инерциальных сил эфемерны и не способны устранить путаницу понятий этих двух законов: по идее Томсона основа обобщенных понятий всех будущих физико-математических разделов — энергия.

Сам термин энергия появился как неологизм метафизики, учения Аристотеля об актуально и потенциально сущем: не имея предметного смысла в категориальной триаде с возможностью сущего энергия и энтелехия означали незавершенность и завершенность процессов.

Термодинамика первый из разделов сугубо математических, энергетических: далее символом энергии связали воедино все явления природы в разделе теории относительности, а кванты его запустили скакать по орбитам разделов квантовой механики. Основан раздел на нелепом постулате: Есть два принципиально разных способа изменения энергетических состояний систем: один связан с механическим движением и работой тел над системами; другой с нагревом и отводом теплоты при неизменном размещении тел. Функциональную форму раздела задал Клаузиус, но без нее нет и предмета для анализа; далее в разделе статистической физики Больцман предметность рассуждений также свел к уравнениям.

О законах раздела термодинамики

В XIX веке теплоту представляли флюидом, теплородом. В энергетическом разделе термодинамики понятия о теплоте и работе свели к наименованиям нематериальным: их нельзя запасать или переливать, они всего лишь два способа изменения символа энергии.

В разделе четыре начала (закона), которые состоят из словесных утверждений: первым появилось второе начало, последним нулевое (как оправдание задним числом понятия температуры); между ними — первое и третье. Но их содержание проще, чем хронология изучения энергии, объекта эфемерного и в природной среде неуловимого. Краткие формулировки начал:    

      0. Изолированная термодинамическая система с течением времени самопроизвольно переходит в состояние термодинамического равновесия при одинаковой температуре и остается в нем сколь угодно долго, если внешние условия сохраняются неизменными.
      1. Теплоту можно преобразовать в работу.
      2. Полностью это возможно при абсолютном нуле температуры.
      3. Абсолютный ноль температуры недостижим.

Третий закон — теорема Нернста о физическом принципе поведения системы при приближении температуры к абсолютному нулю, где энтропия уже не зависит от параметров. Дополняет гипотеза Планка: при абсолютном нуле энтропия равна нулю. При конечной последовательности охлаждающих процессов температуры абсолютного нуля достичь невозможно. Мощности всех энергетических установок мира не хватит, чтобы в каком-либо месте природной среды создать температуру абсолютного нуля: −273,15 °C. Третий закон раздела термодинамики предполагает материальность природных процессов, чем существенно отличается от других словесных утверждений начал, не зависящих от допущений подобного рода.

О вторых началах раздела термодинамики

В работе "Размышление о двигательной мощи огня и машинах, способных ее развивать", 1824, Никола Карно сформулировал закон, по сути сходный с понятиями естествознания о неподвижном движущем начале: потенциалы двигательной и тепловой мощности не создаются и не уничтожаются, а существуют в природной среде постоянно, регулируя все прочие  балансы, проявления различных видов движений, изменений и превращений, никогда никуда не исчезая.

В паровых машинах проявления двигательной мощности обязаны не действительной трате теплорода, а цикличным восстановлениям балансов среды, нарушенных некоторой причиной — химическим горением или чем-либо иным. Одной теплоты недостаточно для проявления двигательной мощности — нужно еще где-то добыть холод. Если бы среда была горячей, будто топка, как бы можно было конденсировать пар? Атмосфера не приняла бы его: она принимает пар как большой холодильник. Разности температур проявляют и возмущения, и возможности восстановления потенциалов мощности двигательных и тепловых балансов мест природной среды.

Водяной пар — лишь одно из средств проявлений двигательной мощности: в природной среде все тела способны к изменению объема, к сжатию и расширению от холода и теплоты: при изменении объема тела преодолевают некоторые сопротивления и, таким образом, совершают работу.

В том, что тепловые машины после двигательной работы возмущенной среды выбрасывают ее в атмосферу (цикл Карно), новые авторы обнаружили свойство символа энергии. Количество его в разделе термодинамики сохраняется, но качество изменяется необратимо. Вторые начала утверждают:
      1. Невозможно построить периодически действующую машину, вся деятельность которой сводилась бы к совершению механической работы и соответствующему охлаждению теплового резервуара (закон Томсона).
      2. Невозможен процесс, результат которого состоял бы лишь в переходе энергии от более холодного тела к более горячему (закон Клаузиуса).
      3. Невозможно построить вечный двигатель второго рода (закон Оствальда).

Символом энергии новые авторы разделили наименования теплоты и работы. Томсон еще утверждал об асимметрии между теплотой и работой. Клаузиус уже вовсе не упоминал о работе: он утверждает об асимметрии тепловых процессов. Но если утверждения правомерны, они должны быть следствием единого закона или хотя бы более общей его формулировкой, чем каждое из этих словесных утверждений по отдельности (Питер Эткинс: Порядок и беспорядок в природе)

Про носителя энергии

— Но должна же энергия иметь носителя! — говорят сторонники материи.
— А почему? — резонно спрашивает Оствальд. — Разве природа обязана состоять из подлежащего и сказуемого?

Ответ Оствальда, столь понравившийся в 1899 году Богданову, есть простой софизм. На деле, мысленное устранение материи как "подлежащего" из "природы" означает молчаливое допущение мысли как "подлежащего" (то есть как чего-то первичного, исходного, независимого от материи) в философию. Устраняется-то не подлежащее, а объективный источник ощущения, и "подлежащим" становится ощущение, философия становится берклеанской, как бы ни переряживали слово: ощущение. Оствальд пытался избегнуть неминуемой философской альтернативы (материализм или идеализм) посредством неопределенного употребления слова "энергия", но именно его попытка показывает лишний раз тщетность подобных ухищрений. Если энергия движение, то вы только передвинули трудность с подлежащего на сказуемое, только переделали вопрос: материя ли движется? в вопрос: материальна ли энергия? Происходит ли превращение энергии вне моего сознания, независимо от человека и человечества, или это идеи, символы, условные знаки и тому подобное? На этом вопросе и сломала себе шею "энергетическая" философия, эта попытка "новой" терминологией замазать старые гносеологические ошибки.

Энергия — чистый символ!

Богданов может после этого сколько угодно спорить с "эмпириосимволистом" Юшкевичем, с "чистыми махистами", эмпириокритиками и так далее, — с точки зрения материалистов это как спор между человеком, верящим в желтого черта, и человеком, верящим в зеленого черта. Важны не различия Богданова от других махистов, а то, что у них есть общего: идеалистическое толкование "опыта" и "энергии", отрицание объективной реальности, в приспособлении к которой состоит опыт человека, в снимке с которой состоит единственно научная "методология" и научная "энергетика" (Ленин: Материализм и эмпириокритицизм)