ю природою.
Термодинаміка вперше ввела у фізику поняття часу в досить своєрідній формі, а саме незворотного процесу зростання ентропії в системі. Чим вище ентропія системи, тим більший часовий проміжок пройшла система у своїй еволюції.
Теплові і механічні процеси несхожі. Всі явища, описувані механікою Ньютона, - чисто механічні явища - оборотні. Це означає, що закони механіки не змінюються при зміні знака часу, тобто заміни у формулах t на-t. Справді, другий закон Ньютона містить прискорення (другу похідну від переміщення по часу), де час в квадраті.
Але що таке знак часу? Час тече з минулого через сьогодення в майбутнє. Повернення назад не відбувається. Дійсність необоротна. Людина народжується, росте, досягає зрілості, старіє і вмирає. Життя необоротна. Якщо виразити математично, то в рівняння руху увійде сила тертя, пропорційна швидкості, (швидкість в першого ступеня і інваріантність по відношенню до заміни t на-t зникає).
Якщо два тіла з різними температурами, знаходяться в контакті, теплота перетікає від більш нагрітого тіла до менш нагрітого. Температури вирівнюються. Минуле - різниця температур, майбутнє - рівні температури. Процес переходу теплоти від одного тіла до іншого незворотній. Неможливо мимовільно розділення тіла, що знаходиться при певній температурі, на дві частини - гарячу і холодну. Різниця між механічними і тепловими явищами виявилися пов'язаними з найглибшими питаннями природознавства [2, 59].
Розкриття природи і сенсу необоротних процесів стало однією із центральних проблем фізики 19 століття. І не тільки фізики. Система, в якій протікають теплові процеси, здатна до необоротного розвитку, тобто до еволюції. Ясне розуміння такої здатності прийшло в науку років через тридцять після праці Карно, але було цією працею підготовлено. У ті ж десятиліття будувалася еволюційна теорія в біології, знайшла своє вираження в "Походження видів" Чарльза Дарвіна, опублікованому в 1859 р. Мова йшла про еволюцію, тобто про необоротний розвитку живої природи. Найбільш різке протиріччя в минулому столітті виникло між колишньою фізикою і еволюційною теорією Дарвіна. Якщо, наприклад, в механіці все процеси представляються оборотними, позбавленими своєї історії і розвитку, то теорія Дарвіна переконливо довела, що нові види рослин і тварин виникають в ході еволюції в результаті боротьби за існування. У цій боротьбі виживають ті організми, які виявляються краще пристосованими до змінилися, навколишнього середовища. Отже, в живій природі все процеси є незворотними. Те ж саме можна сказати в принципі і про социально-економічних, культурно-історичних і гуманітарних системах, хоча еволюція в природі відбувається значно повільніше, ніж в суспільстві. Зв'язки між біологією і фізикою, спочатку здавалися неіснуючими, зіграли величезну роль у розвитку науки.
В ізольованих системах напрям часом збігається з напрямком зростання ентропії. До моменту зародження термодинаміки в природознавстві панувала механіка Ньютона з оборотним часом, механіка неразвивающихся світу. Часу в цьому природознавстві не було. Воно існувало в гуманітарних науках, насамперед у історії. Час вперше з'явилося в другому початку термодинаміки - виникло необоротне зростання ентропії в мимовільних процесах. Але в іншому термодинаміка була термостатики - наукою про равновесиях і рівноважних процесах.
1.3 Третій закон термодинаміки
При прагненні температури до абсолютного нуля, ентропія системи наближається до постійного мінімуму. Ентропія відкрила шлях від технології (теплові машини) до космології (Напрямок часу і доля Всесвіту). Він знаменував перехід від існуючого до виникає. Настало століття Дарвіна - з біології (а також гуманітарних наук) в фізику увійшли уявлення про розвиток, про зростання ймовірності стану фізичної системи. Перший етап термодинаміки завершився побудовою статистичної фізики в працях Больцмана і Гіббса. Ентропія стала заходом невпорядкованості системи, об'єктивною характеристикою нестачу інформації про системі [3, 64].
На другому етапі розвитку термодинаміки наука звернулася до вивчення відкритих нерівноважних систем, близьких, однак, до рівноваги. Це лінійна термодинаміка відкритих систем створена працями Онзагера, Пригожина та інших наших сучасників. У цій науці залежність від часу стала кількісної. Нерівноважна термодинаміка не обмежується констатацією зростання ентропії в необоротних процесах, але обчислює швидкість цього зростання - похідну продукції ентропії за часом, тобто функцію дисипації. Два основних положення лінійної термодинаміки істотні і нетривіальні. По-перше, можливість існування відкритої системи в стаціонарному нерівноважному стані, в якому внутрішня продукція ентропії компенсується її відтоком з відкритої системи. По-друге, пару динамічних процесів, завдяки яким у відкритій системі процес, неможливий у відсутність сполучення, так сам по собі він пов'язаний ...
