Второе начало термодинамики в центре идеологической борьбы

Я достаточно долго занимался химической термодинамикой и поэтому просто не смог пройти мимо, когда увидел книгу под названием ‘Энтропийное сотворение: религиозные контексты в термодинамике и космологии‘.

Как оказалось, книга написана датским историком науки Хелге Крагом и посвящена бурным дебатам, проходившим среди европейских интеллектуалов в 1850-1920 годах. Как известно, второй закон термодинамики предсказывает тепловую смерть Вселенной. Однако, если подумать, то термин смерть неявно предполагает, что у Вселенной было рождение, или другими словами можно даже сказать, что Вселенная была создана. Естественно, что теологи не пропустили такую пикантную деталь второго начала и воспользовались ей в качестве научного доказательства сотворения мира. В свою очередь такой поворот событий вызвал определенное смятение в стане ученых, многие из которых занимали антирелигиозные позиции.

Важно отметить, что в то время теория Большого взрыва отсутствовала, а в научных кругах была популярна идея бесконечной Вселенной. Второе начало термодинамики находится в противоречии с такой позицией. В книге рассматриваются взгляды ведущих ученых того времени, которые в конечном итоге должны были высказать свое отношение по этому поводу и дать свой ответ разгулявшимся теологам.

По ходу чтения книги я расскажу о наиболее интересных позициях с обоих сторон. Ниже идет краткая сводка идей из второй главы (Some Early Ideas on Decay and Creation), где автор рассмотрел взгляды про разрушение и сотворение мира, которые существовали до открытия второго начала термодинамики. Логика та же самая — если кто-то говорит, что мир сейчас распадется, то это неявно предполагает, что мир когда-то был создан.

Лукреций, О природе вещей (атомизм). Мир бесконечен в пространстве, однако конечен во времени: мир разрушается. Аргумент основан на непродолжительности человеческой истории. Если бы Земля и небеса существовали бесконечно, то ко времени Лукреция должно было бы написано бесконечное количество стихов.

Платон голосом Сократа, диалог Федон. Природа развивается по кругу. Если живое появляется не из мертвого, то через некоторое время все живое должно стать мертвым.

Аристотель. Мир бесконечен во времени, но конечен в пространстве. Мир в пространстве вращается по кругу и его бесконечность в пространстве привела бы к бесконечной скорости вращения на периферии.

Зенон Китийский (стоик). На Земле происходит эрозия. Эрозия происходит только в одном направлении (все разрушается) и это невозможно согласовать с бесконечным существованием Земли.

Иоанн Филопон (неоплатоник, христианский теолог). Вечность мира во времени приводит к неразрешимым парадоксам, отсюда необходимость создания мира.

Фома Аквинский. Бесконечность мира во времени привела бы к тому, что было бы бесконечное количество душ.

Мартин Лютер. Мир разрушается и становится хуже каждый день (конец света уже близок). См. также других теологов, обсуждающих разрушение мира: Goodfrey Goodman, The Fall of Man (1616), Francis Shakelton, A Blazing Starre (1580), Thomas Burnet, Telluris theoria sacra (1681).

Роберт Гук (физик, лекция 1689 года). Весь мир (не только Земля) находится в постоянном разрушении.

Лейбниц. Мир бесконечен в пространстве (это лучше согласуется с мудростью Бога), но имеет начало во времени, поскольку мир улучшается. Хотя Лейбниц не был однозначен с конечностью мира во времени.

Ньютон. Вселенная разрушается, но Бог периодически вмешивается, чтобы поставить небесные тела обратно на свои места.

Эдмунд Галлей (ученый, комета Галлея). Движение планет замедляется из-за их взаимодействия с эфиром и не может быть вечно.

Лаплас. Солнечная система стабильна и вмешательство Бога для поддержания стабильности Солнечной системы не требуется.

Жан Сильвен Бальи. Статья в 1777 где он доказывал, что все космические тела должны достичь состояние равновесия, в котором нет движения. Можно назвать эту статью предвестником тепловой смерти Вселенной. Ссылочка в книге на E. B. Smith, Jean-Sylvain Baily: Astronomer, mystic, revolutionary, 1736-1793, Transactions of the American Philosophical Society, 44, part 4, 427-538, 1954 .

Thomas Chalmers (шотландский теолог). Книга в 1817 году Astronomical Discourses о переходной природе феноменального мира.

Гемфри Дэви (Humphry Davy, химик). Меланхоличная книга Consolations in Travel про разрушение мира.

Информация

Helge Kragh, Entropic Creation: Religious Contexts of Thermodynamics and Cosmology, 2008.

Обсуждение

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/45008.html

См. также: Гексли против Кельвина

https://caenogenesis.livejournal.com/45292.html

Вот, что Краг пишет про позицию Гексли

p. 109 «In a lecture of 1869 Huxley attacked the physicists ‘favourite dogma’ that the Sun was on its way to extinction and, consequently, life on Earth would eventually cease to exist. In his response to Thomson’s challenge of geological uniformitarianism he called upon the authority of the law of energy conservation, which he thought contradicted the prediction of a dying Sun.»

p. 109 «Huxley had appealed to Kant’s speculation of a recurrent universe where decay was endlessly balanced by reproductive processes.»

bbzhukov и nikola_borisov

https://ivanov-petrov.livejournal.com/2011106.html?thread=111641058#t111641058

26.03.21 Про Кельвина и возраст Земли (цитата из книги Маршия Бьорнеруд, Осознание времени)

https://ivanov-p.livejournal.com/268945.html

Я бы сказал, что в конечном итоге неважно, какие внутренние убеждения двигали Кельвина. Он в конечном итоге сделал оценку возраста Земли на основе знаний физики своего времени. С этой точки зрения высказывания биологов по этому поводу, которые можно услышать, что, вот, физики ошибаются, выглядят странно. Современное представление о возрасте Вселенной и возрасте Земли основано на использовании современной физики. Если предположить, что физики что-то еще не знают, то можно будет сказать все что угодно.

04.05.2014 Ударим первым началом термодинамики по материализму

Информация из главы 3 Thermodynamics and Heat Death (Термодинамика и тепловая смерть).

В третьей главе автор кратко описывает историю первого и второго закона термодинамики. Основное внимание в главе уделяется истории теории о тепловой смерти вселенной.

Меня удивила информация, что практически все создатели термодинамики были верующими христианами. Мне ранее казалось, что в восемнадцатом веке ученые уже заняли позицию деизма, и я также ожидал, что в девятнадцатом веке большинство ученых уже были атеистами. Однако по крайней мере в термодинамике все было не так. По-видимому массовый переход ученых на позиции атеизма произошел в конце девятнадцатого века.

Самое интересное, что создатели первого закона даже использовали открытый факт преобразования между механической и тепловой энергиями как повод опровержения материализма. В книге рассмотрению данного вопроса было уделено пара страниц и я пока не понял аргументации. В любом случае Юлиус Роберт фон Майер, Густав Адольф Гирн и Джеймс Прескотт Джоуль четко высказывались, что открытое ими первое начало опровергает материализм. Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц избегал прямых высказываний в этом отношении, однако есть косвенные намеки, что он не возражал против такого хода мысли.

В книге помимо других ссылок дается ссылка на книгу иезуита Kneller, Christianity and the Leaders of Modern Science, 1912. Первая глава книги (с. 7 — 40) посвящена первому закону и там можно найти много интересных и неожиданных высказываний от отцов термодинамики про устройство мира. Иезуит гордо заканчивает первую главу, что создатели первого закона были против материализма.

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/45292.html

10.05.2014 Ницше против тепловой смерти Вселенной

Информация из главы 5 Concepts of the Universe (Концепции Вселенной).

Книга Хелге Крага показывает, что проблема тепловой смерти Вселенной в конце девятнадцатого — начала двадцатого века вышла за рамки узких научных кругов. Большинство европейских интеллектуалов  того времени посчитали своей обязанностью высказаться по этому поводу. Интересно отметить, что знание термодинамики для этого не требовалось.

Ницще не был исключением и в своей книге ‘Воля к власти’ он описал свое видение мира. Ницше нравился циклически повторяющийся мир, бесконечный во времени. Он считал, что такая возможность является самой научной из все возможных альтернатив. Вполне возможно, что идею вечного и повторящегося мира Ницше взял у немецкого поэта Генриха Гейне, стихи которого очень нравились Ницше.

Ницше подчеркивал, что отрицание цикличности Вселенной ведет к вере в Бога. Поэтому он категорически отвергал саму возможность тепловой смерти Вселенной и говорил, что сторонники тепловой смерти просто хотят таким образом протащить идею создателя.

Аргумент Ницще не отличался оригинальностью. Я покажу его в утрированной форме, чтобы подчеркнуть порочный круг рассуждений (в следующей заметке я опишу занятную идею Больцмана, посредством которой Больцману удалось в определенной степени разорвать такой круг)

1) Вселенная бесконечна во времени.

2) Если Вселенная вечна, а идея тепловой смерти правильна, то мы должны были бы уже находиться в состоянии тепловой смерти.

3) Мы не находимся в состоянии тепловой смерти, следовательно теория тепловой смерти неправильна и должна быть отвергнута.

Интересно отметить, что Ницше считал (наверное под влиянием Отто Каспари), что теория тепловой смерти является выражением материализма. Таким образом Ницше был убежден, что аргумент выше одновременно является опровержением материализма.

В целом рассуждения Ницще о тепловой смерти Вселенной показывают типичный ход мысли с обоих сторон у большинства граждан того времени: человек вначале занимает определенную идеологическую позицию (этого не может быть, поскольку этого не может быть никогда), а затем ищет всевозможные аргументы для ее оправдания.

P.S. 21.10.2017. У Ницше можно найти следующее описание, напоминающее тепловую смерть:

‘В некоем отдаленном уголке вселенной, разлитой в блестках бесчисленных солнечных систем, была когда-то звезда, на которой умные животные изобрели познание. Это было самое высокомерное и лживое мгновение “мировой истории”: но все же лишь одно мгновение. После этого природа еще немножко подышала, затем звезда застыла – и разумные животные должны были умереть. Такую притчу можно было придумать, и все-таки она еще недостаточно иллюстрировала бы нам, каким жалким, призрачным и мимолетным, каким бесцельным и произвольным исключением из всей природы является наш интеллект. Были целые вечности, в течение которых его не было; и когда он снова окончит свое существование, итог будет равен нулю.’

Фридрих Ницше, Об истине и лжи во вненравственном смысле

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/168565.html

См. также обсуждения о Ницше и тепловой смерти:

http://lavrentevdv.livejournal.com/160088.html

https://apetrochenkov.livejournal.com/3981968.html