Все
 
 
 


Интерпретация некоторых следствий второго закона термодинамики в контексте современных физических исследований
 
Код статьиS004287440004794-8-1
DOI10.31857/S004287440004794-8
Тип публикации Статья
Статус публикации Опубликовано
Авторы
Карпенко Иван Александрович  
Аффилиация: Школа философии Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Адрес: Российская Федерация, Москва
Название журналаВопросы философии
ВыпускВыпуск №4
Страницы58-68
Аннотация

Статья посвящена анализу возможной связи второго начала термодинамики и времени. Рост энтропии как физический процесс достаточно хорошо изучен, однако по большей части с технической стороны, и философская интерпретация явления в свете актуальных исследований (в частности, инфляционной модели, голографического принципа, квантовой гравитации и др.) развита слабо. В работе акцентируется внимание на роли второго закона именно в связи с перспективными направлениями теоретической физики, которые позволяют взглянуть на его значение и следствия с новых позиций.

С целью решения этой задачи привлекается историко-научный и философский контекст, современные физические исследования. Предлагается два способа решения проблемы низкоэнтропийного начального состояния (в связи с концепцией «стрелы времени»). Один базируется на предположении, что если существует выделенная точка отсчета времени, то она должна характеризоваться относительно низкой энтропией (в силу своей различимости и уникальности). Другой подход основывается на том, что гравитация играет роль низкоэнтропийного фактора, который способен объяснить начальное состояние и наблюдаемый рост энтропии в выделенном направлении с течением времени.

Ключевые словавторой закон термодинамики, энтропия, время, стрела времени, гравитация, локальность, нелокальность
Источник финансированияСтатья подготовлена в ходе проведения исследования (грант № 17-01-0029) в рамках программы «Научный фонд Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики" (НИУ ВШЭ)» в 2017–2018 гг. и в рамках государственной поддержки ведущих университетов Российской Федерации «5-100».
Получено17.04.2019
Дата публикации17.05.2019
Кол-во символов32365
Цитировать  
100 руб.
При оформлении подписки на статью или выпуск пользователь получает возможность скачать PDF, оценить публикацию и связаться с автором. Для оформления подписки требуется авторизация.

Оператором распространения коммерческих препринтов является ООО «Интеграция: ОН»

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

Оглавление

Постановка проблемы
Сущность второго закона
Энтропия и время
Два пути решения проблемы начального состояния
Заключение
1 Второму закону термодинамики посвящено немало работ1. Однако по большей части в этих исследованиях проблема изучается с физических позиций, и какая-то интерпретация, которая бы устанавливала смысл и значение явления с философской точки зрения, часто отсутствует2. Второй закон и следствия из него не получают, как правило, раскрытия в историко-философском контексте. 1. Вот некоторые из наиболее актуальных монографий, в которых рассматривается как история вопроса, так и современное значение закона и его приложения: [Attard 2012; Blundell, Blundell 2009; Borgnakke, Sonntag 2012; Grandy 2008; Greven, Keller, Warnecke (eds.) 2003].

2. Речь идет о том, что часто имеющимся работам не хватает философского бэкграунда. Например, см. [Morin 2014; Smolin 2013],
2 Результатом второго закона является рост энтропии, принцип, в соответствии с которым, говоря поверхностно, качественная энергия неизбежно переходит в некачественную. Порядок с течением времени переходит в хаос (здесь очень важна проблематика времени и возможная связь энтропии со временем, о чем будет сказано отдельно3). Однако и хаос при определенных обстоятельствах переходит в порядок. Энтропию можно определять, как меру упорядоченности (или беспорядка). Поскольку очевидно, что само по себе понятие беспорядка является неопределенным и умозрительным, то его можно попытаться определить как минимальную степень упорядоченности (фактически ее отсутствие). Но в таком случае нужно, конечно, выяснить во избежание тавтологичных определений, что же означает упорядоченность. 3. Отдельно о проблеме времени в физике см. [Аршинов 2013, 4–24; Владимиров 2014; Севальников 2018, 73–77; Karpenko 2016; Landes 2000].
3 Следует также установить возможные донаучные представления о явлении, некие философские интуиции, которые предшествовали научному открытию Второго закона и в некотором смысле соответствовали ему. Важно это, потому что в истории философии и науки всегда есть определенные связи и преемственность, без нахождения которых корректная интерпретация явления становится затруднительной, если не невозможной.
4 Таким образом, основная цель – понять, каково значение основных следствий из второго закона, и дать их корректную интерпретацию, что позволит сделать предположения о его связи со временем в свете проблемы начального состояния и о возможных новых путях в развитии современной физики, в частности, создании квантовой теории гравитации.
5

Постановка проблемы
6 Сложно говорить об энтропии, не связывая ее со временем, потому что все физические процессы протекают во времени. Притом не ясно, является ли оно физическим процессом, так как не существует четкого и однозначного определения времени. Связь в сильном смысле означает, что это одно и то же или одно является следствием другого. Вероятность такой связи существует. Дело в том, что понятие «время» является исключительно умозрительным, отражающим формировавшиеся с древности представления человека о чем-то меняющемся и преходящем в течение жизни, о разрушении и самоорганизации, а в действительности оно, возможно, было интуитивным представлением об энтропии и эволюции. Это очень смелое заявление, и я не намерен его отстаивать, но хочу лишь сказать, что научным открытиям могут предшествовать более ранние интуиции, которые в некой обобщенной и примитивной форме обозначают сложные явления, которые впоследствии получают математический анализ и экспериментальное описание.

Всего подписок: 3, всего просмотров: 2187

Оценка читателей: голосов 0 

1. Arshinov, Vladimir I. (2013) СTime Ц —ommunication Ц UniverseТ, Kazytinski, I.O. (ed.), Metaverse, space, time, Institut filosofii RAN, Moscow, pp. 4Ц24 (in Russian).
2. Attard, Phil (2012) Non-equilibrium Thermodynamics and Statistical Mechanics: Foundations and Applications, Oxford University Press, Oxford.
3. Barton, Zwiebach (2009) A First Course in String Theory, Cambridge University Press, Cambridge.
4. Belavkin, Viacheslav P. (2000) СDynamical Solution to the Quantum Measurement Problem,
5. Causality, and Paradoxes of the Quantum CenturyТ, Open Systems and Information Dynamics, 7 (2), pp. 101Ц129.
6. Blundell, Stephen J., Blundell, Katherine M. (2009) Concepts in thermal physics, Oxford University Press, Oxford.
7. Braginsky, Vladimir B., Khalili, Farid Y., Thorne, Kip S. (ed.) (1992) Quantum Measurement, Cambridge University Press, Cambridge.
8. Caratheodory, Constantin C. (1919) СUeber den Wiederkehrsatz von PoincareТ, Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften, pp. 580Ц584.
9. Feynman, Richard (1949) СThe Theory of PositronsТ, Physical Review 76 (6), pp. 749Ц759.
10. Greenstein, George S., Zajonc, Arthur G. (2005) The Quantum Challenge: Modern Research on The Foundations of Quantum Mechanics, Jones & Bartlett Learning, Burlington.
11. Guth, Alan (1998) The Inflationary Universe: The Quest For A New Theory of Cosmic Origins, Basic Books, New York.
12. Hawking, Stephen W. (1974) СBlack Hole Explosions?Т, Nature, 248 (5443), pp. 30Ц31.
13. Hamber, Herbert (2009) Quantum Gravitation: The Feynman Path Integral Approach, Springer Publishing, New York.
14. Karpenko, Alexander S. (2015) СIn search of reality: DisappearanceТ, Filosofija nauki, Vol. 20, pp. 36Ц72 (in Russian).
15. Karpenko, Ivan A. (2016) СWhat is Time in Modern Physics?Т, Epistemology and Philosophy of Science, Vol. 49, No. 3, pp. 105Ц124.
16. Karpenko, Ivan A. (2018) СPhilosophical interpretation of modern approaches to the creation of quantum theory of gravityТ, Filosofija nauki i tehniki, Vol. 23, No. 1, pp. 54Ц67 (in Russian).
17. Koyre, Alexander (1964) СNotes sur les paradoxes de ZenoТ, Etudes d'histoire de la pensee philosophique, Gallimard, Paris.
18. Landes, Davis (2000) Revolution in Time: Clocks and the Making of the Modern World, Harvard University Press, Cambridge.
19. Maldacena, Juan (1999) СThe Large N Limit of Suрerconformal Field Theories and SuрergravityТ, International Journal of Theoretical –hysics, Vol. 38, No. 4, рр. 1113Ц1133.
20. Morin, Edgar (1977) La methode 1. La Nature de La Nature, editions du Seuil, Paris.
21. Nagashima, Yorikiyo (2013) Elementary Particle Physics: Foundations of the Standard Model, Volume 2, Wiley, New York.
22. Oriti, Daniele (ed.) (2009) Approaches to Quantum Gravity. Toward a New Understanding of Space, Time and Matter, Cambridge University Press, Cambridge.
23. Poincare, Henri (1890) СSur le probleme des trois corps et les equations de la dynamique. Divergence des series de M. LindstedtТ, Acta Mathematica, 13 (1Ц2), pp. 1Ц270.
24. Porus, Vladimir N. (2018) СContextualism in the philosophy of scienceТ, Epistemology and Philosophy of Science, vol. 55, no. 2, pp. 75Ц93 (in Russian).
25. Schulman, Lawrence S. (1978) СNote on the quantum recurrence theoremТ, Physical Review A, 18 (5), pp. 2379Ц2380.
26. Schwartz, Matthew D. (2013) Quantum Field Theory and the Standard Model, Cambridge University Press, Cambridge.
27. Sevalnikov, Andrew Yu. СTime in Quantum TheoryТ, Metafizika, no.1 (27), pp. 73Ц77 (in Russian).
28. Smolin, Lee (2013) Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe, Houghton Mifflin Harcourt, Boston.
29. Susskind, Leonard (1995) СThe World as a HologramТ, Journal of ћathematical –hysics, Vol. 36, No. 11, рр. 6377Ц6396.
30. 't Hooft, Gerard (1993) СDimensional Reduction in Quantum GravityТ, 1993 [httрs://arxiv.org/рdf/ gr-qc/9310026v2.рdf].
31. Frignanni, Vincent (ed.) (2012) Classical and Quantum Gravity: Theory, Analysis and Applications (Physics Research and Technology), Nova Science Pub Inc., New York.
32. Vladimirov, Yuri S. (2014) The Nature of Space and Time, URSS, Moscow (in Russian).
33. Wheeler, John A., Zurek, Wojciech H. (eds.) (2014) Quantum Theory and Measurement, Princeton University Press, Princeton.
34. Witten, Edward (1995) СString theory dynamics in various dimensionsТ, Nuclear Physics B, Vol. 443, No. 1, pp. 85Ц126.
35. Yau, Shing-Tung, Nadis, Steve (2010) The Shape of Inner Space: String Theory and the Geometry of the Universe's Hidden Dimensions, Basic Books, New York.

Система Orphus

Загрузка...
Вверх