статья от МИБ! какое отношение имеет наука к диалектике?

 

Далее. 
 
Сегодня я набросал несколько постов о термодинамике. Какое отношение имеет наука к диалектике? Самое прямое. Позже я планирую заняться отношением математики к диалектике. Но сегодня - термодинамика. Это - огромная тема на нашем форуме. Я скину сюда только мои сообщения за день сегодняшний. Кому интересно - пишите. Там масса интересных обсуждений, которые я здесь пока опускаю. Итак, пост 1:
--------------------------------------------------------------------
Цитата:
Субъективная интерпретация вероятности, как следствия нашего незнания, была бы приемлема, если бы необратимые процессы мы рассматривали как досадные помехи, соответствующие трению, или, более общо, как потери при функционировании тепловых машин. Но ныне ситуация изменилась. Как мы увидим, необратимым процессам отводится важнейшая конструктивная роль: так, без них была бы невозможна жизнь. Это делает субъективистскую интерпретацию спорной. В какой мере допустимо считать, что мы сами являемся результатом неполноты собственного знания? Следствием того, что нашему наблюдению доступны лишь макроскопические состояния?

Второе начало термодинамики представляет собой принцип отбора, совместимый с динамикой, но не выводимый из нее. Второе начало ограничивает возможные начальные условия, доступные для динамической системы. Следовательно, второе начало термодинамики знаменует радикальный отход от механистического мира классической или квантовой механики.
-----------------------------------------------------------------------
 
Пост 2: 
----------------------------------------------------------------------------
Цитата:
Цитата:
Вернемся к Больцману.
 
 
До сих пор мы рассматривали изолированные системы, в которых число частиц и полная энергия заданы граничными условиями. Но объяснение Больцмана допускает обобщение на открытые системы, взаимодействующие с окружающей средой. В замкнутой системе, определяемой граничными условиями так, что ее температура Т поддерживается постоянной за счет теплообмена с окружающей средой, равновесие соответствует не максимуму энтропии, а минимуму аналогичной функции, получившей название свободной энергии: F = E - TS, где Е - энергия системы, Т - ее абсолютная температура.

Соотношение F = E - TS означает, что равновесие есть результат конкуренции между энергией и энтропией, а температура выступает в роли множителя, определяющего относительный вес этих двух факторов.

При низких температурах перевес на стороне энергии, и мы наблюдаем образование таких упорядоченных (с малой энтропией) и низкоэнергетических структур, как кристаллы. Каждая молекула внутри таких структур взаимодействует со своими соседями, и их кинетическая энергия мала по сравнению с потенциадьной энергией, обусловленной взаимодействием между соседними молекулами. Каждая молекула как бы скована взаимодействиями со своими соседями.

При высоких температурах доминирует энтропия и в системе устанавливается молекулярный хаос. Важность относительного движения возрастает, и регулярность в строении кристалла нарушается: по мере увеличения температуры вещество переходит сначала в жидкое, а затем - в газообразной состояние.
-------------------------------------------------------------------------
 
Пост 3:
------------------------------------------------------------------------
Цитата:
До сих пор мы занимались чем-то вроде термостатики. Теперь начинается собственно термодинамика - "ламинарные" и "турбулентные" потоки энтропии.

Здесь немного о "ламинарной термодинамике". Я решил расписать многие моменты более подробно, поскольку подозреваю, что они малоизвестны. Прежде мы говорили, что "уровень" энтропии в равновесных процессах принимает строго "горизонтальное" положение (если использовать аналогию с стоящей жидкостью). Суть этого поста - "ламинарность" потока энтропии: сколько энтропии втекает, столько и вытекает.

2. Линейная термодинамика

В 1931 г. Ларс Oнcaгep открыл первые общие соотношения неравновесной термодинамики в линейной, слабо неравновесной области. Это были знаменитые «соотношения взаимности». Суть их чисто качественно сводится к следующему: если сила «один» (например, градиент температуры) для слабо неравновесных ситуаций воздействует на поток «два» (например, на диффузию), то сила «два» (градиент концентрации) воздействует на поток «один» (поток тепла).

Соотношения взаимности неоднократно подвергались экспериментальной проверке. Например, всякий раз, когда градиент температуры индуцирует диффузию вещества, мы обнаруживаем, что градиент концентрации вызывает поток тепла через систему. Следует особо подчеркнуть, что соотношения Oнcaгeра носят общий характер. Несущественно, например, происходят ли необратимые процессы в газообразной, жидкой или твердой среде. Соотношения взаимности выполняются независимо от допущений относительно aгpeгaтнoгo состояния вещества.

Соотношения взаимности Oнcaгepa были первым значительным результатом в термодинамике необратимых процессов. Они показали, что предмет этой новой науки не некая плохо определенная «ничейная» земля, а заслуживает внимания ничуть не меньше,чем предмет традиционной равновесной термодинамики, не уступая последнему в плодотворности.
Если равновесная термодинамика была достижением XIX в., то неравновесная термодинамика возникла и развивалась в ХХ в. Вывод соотношений взаимности Oнcaгepa ознаменовал сдвиг интересов от равновесных явленнй к неравновесным.

Нельзя не упомянуть и о втором общем результате линейной неравновесной термодинамики. Нам уже приходилось говорить о термодинамических потенциалах, экстремумы которых соответствуют состояниям равновесия, к которому необратимо стремится термодинамическая эволюция. Для изолированной системы потенциалом является энтропия S, для замкнутой системы с заданной температурой - свободная энергия F.

Термодинамика слабо неравновесных систем также вводит свой термодинамический потенциал. Весьма интересно, что таким потенциалом является само производство энтропии Р.

Действительно, теорема о минимуме производства энтропии утверждает, что в области применимости соотношений Oнcaгepa, т. е. в линейной области, система эволюционирует к стационарному состоянию, характеризуемому минимальным производством энтропии, совместимым с наложенными на систему связями. Эти связи определяются граничными условиями. Например, может возникнуть необходимость поддерживать две точки системы при заданных различных температурах или организовать поток, который бы непрерывно подводил в реакционную зону исходные вещества и удалял продукты реакции.

Стационарное состояние, к которому эволюционирует система, заведомо является неравновесным состнием, в котором диссипативные процессы происходят с ненулевыми скоростями. Но поскольку это состояние стационарно, все величины, описывающие систему (такие, как температура, концентрации), перестают в нем зависеть от времени. Не зависит от времени в стационарном состоянии и энтропия системы. Но тогда изменение энтропии во времени становится равным нулю: dS = 0. Как мы уже знаем, полное приращение энтропии состоит из двух членов: потока энтропии и положительного производства энтропии; поэтому из равенства dS = 0 следует, что их сумма равна нулю. Поступающий из окружающей среды поток тепла или вещества определяет отрицательный поток энтропии, который компенсируется производством энтропии из-за необратимых процессов внутри системы. Отрицательный поток энтропии означает, что система поставляет энтропию внешнему миру. Следовательно, в стационарном состоянии активность системы непрерывно увеличивает энтропию окружающей среды. Все сказанное верно для любых стационарных состояний. Но теорема о минимуме производства энтропии утверждает нечто большее: то выделенное стационарное состояние, к которому стремится система, отличается тем, что в нем перенос энтропии в окружающую среду настолько мал, насколько это позволяют наложенные на систему граничные условия. В этом смысле равновесное состояние соответствует тому частному случаю, когда граничные условия допускают исчезающе малое производство энтропии. Иначе говоря, теорема о минимуме производства энтропии выражает своеобразную «инерцию» системы: когда граничные условия мешают системе перейти в состояние равновесия, она делает лучшее из тoгo, что ей остается, - переходит в состояние энтропии, т. е. в состояние, которое настолько близко к состоянию равновесия, насколько это позволяют обстоятельства.

Таким образом, линейная термодинамика описывает стабильное, предсказуемое поведение систем, стремящихся к минимальному уровню активности, совместимому с питающими их потоками. Из тoгo, что линейная неравновесная термодинамика так же, как и равновесная термодинамика, допускает описание с помощью потенциала, а именно производства энтропии, следует, что и при эволюции к равновесию, и при эволюции к стационарному состоянию система «забывает» начальные условия. Каковы бы ни были начальные условия, система рано или поздно перейдет в состояние, определяемое граничными условиями. В результате реакция такой системы на любое изменение граничных условий становится предсказуемой.

Мы видим, что в линейной области ситуация остается, по существу, такой же, как и в равновесной. Хотя производство энтропии не обращается в нуль, оно тем не менее не мешает необратимому изменению отождествляться с эволюцией к состоянию, полностью выводимому из общих законов физики. Такое «становление» неизбежно приводит к уничтожению любого различия, любой специфичности.

Парадокс, на который мы ранее обратили внимание, остается в силе. Между появлением естественных организованных форм, с одной стороны, и тенденцией к «забыванию» начальных условий наряду с возникающей при этом дезорганизацией с другой, все еще существует зияющая брешь.

Как видим, пока что чего-нибудь качественно нового мы не получили.
---------------------------------------------------------------------------
 
Мы получим очень нетривиальные результаты. В данном посте примерно показывается, о чем и как идет обсуждение диалектики в группе МР. 
 
Пока не буду приводить вчерашних постов по поводу "Критики Готской программы" Маркса (своих). Ребята могут подкинуть свои (не мои). И т.д. Т.е., работа, вроде как, идет. Но она не для всех, как кажется. Но - это только кажется. Мы можем расти и совершенствоваться. И бороться с ахинеей современного порядка.