Клейн Герман
Прошлое, настоящее и будущее Вселенной

Lib.ru/Классика: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Скачать FB2

 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Письмо II. Прошлое и будущее вселенной.
    "Міръ Божій", No 5, 1896.

   

ПРОШЛОЕ, НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ВСЕЛЕНННОЙ.

Космологическія письма Герм. Клейна.

Переводъ съ третьяго нѣмецкаго изданія К. Пятницкаго.

(Продолженіе *).

*) См. "Міръ Божій", No 5, май 1896.

ПИСЬМО II.
Прошлое и будущее вселенной.

Сопротивленіе эфира.-- Паденіе планетъ на центральныя тѣла.-- Можетъ ли вся матерія міровыхъ пространствъ постепенно собраться въ одно громадное тѣло.-- Можно ли сказать, что вселенная приближается къ извѣстному предѣльному состоянію.-- Энтропія міра стремится къ максимуму, такъ какъ количество матеріи конечно.-- Слѣдствія, вытекающія изъ этого положенія.

   Въ первомъ письмѣ я старался показать, что картина вселенной, насколько она доступна для нашихъ чувствъ, не представляетъ чего-то неподвижнаго, законченнаго разъ навсегда, на всѣ времена; напротивъ, въ ней происходятъ постоянныя измѣненія. Приходится отбросить старую аксіому, будто небо не подлежитъ разрушенію. Но возникаетъ такое предположеніе: быть можетъ, эти измѣненія въ отдѣльныхъ членахъ мірового цѣлаго, это появленіе и потуханіе звѣздъ, это паденіе кометъ и метеоритовъ на другія міровыя тѣла, которыя встрѣчаются на пути,-- быть можетъ, всѣ эти явленія не играютъ большой роли въ жизни вселенной, и состояніе цѣлаго не можетъ вслѣдствіе ихъ измѣниться. Это -- вопросъ крайне важный и крайне интересный, но, конечно, его нельзя рѣшить съ помощью однихъ наблюденій.
   Въ прошломъ письмѣ я отмѣтилъ значеніе эфира: онъ оказываетъ сопротивленіе движущимся тѣламъ, онъ вызываетъ паденіе планетныхъ массъ на центральное тѣло, -- такіе случаи имѣли мѣсто на отдѣльныхъ звѣздахъ уже въ теченіе историческаго періода. Ясно, что подобная судьба можетъ постигнуть любую планету, которая движется вокругъ неподвижной звѣзды, если только допустить достаточный промежутокъ времени. Въ этомъ отношеніи мы свободны: ничто не мѣшаетъ предположить необходимое число тысячелѣтій и милліоновъ лѣтъ, и въ концѣ концовъ всякую планету ждетъ уничтоженіе при ея паденіи на то солнце, около котораго она совершала круговой полетъ. Это заключеніе справедливо для всѣхъ областей видимой вселенной и для всякой солнечной системы, носящейся, въ пространствѣ. Разовьемъ его далѣе? пройдетъ достаточно долгій промежутокъ времени, и по той же причинѣ солнце упадетъ на солнце, и звѣздныя кучи сольются съ другими звѣздными кучами въ одну хаотическую массу, которая, въ свою очередь, по прошествіи извѣстнаго періода, должна соединиться съ обломками другихъ звѣздныхъ кучъ; наконецъ, вся матерія вселенной соберется въ одно тѣло. Это было бы концомъ всего міра. Вѣроятенъ ли такой исходъ? Нѣтъ ли другихъ силъ, которыя помѣшаютъ разрушенію вселенной или создадутъ новый міръ изъ обломковъ стараго? Такія силы не затруднится допустить тотъ, кто вмѣстѣ съ Лейбницемъ считаетъ этотъ міръ лучшимъ изъ всѣхъ возможныхъ міровъ; если нельзя будетъ доказать, существованіе такихъ силъ, призовутъ на помощь всемогущество, чтобы спасти міровое цѣлое отъ разрушенія. Естествоиспытатель не можетъ прибѣгать къ такимъ пріемамъ. Мнѣніе, будто настоящій міръ является наилучшимъ изъ всѣхъ мыслимыхъ міровъ, очевидно, ни на чемъ не основано: это просто уступка человѣческому тщеславію. Обращеніе же къ божественному всемогуществу, чтобы отстоять излюбленную идею, можно разсматривать, какъ самое откровенное призваніе въ недостаткѣ доводовъ. Остается одно: принять во вниманіе самыя общія силы природы и разсмотрѣть, будутъ ли онѣ содѣйствовать такому разрушенію, или, напротивъ, окажутъ противовѣсъ.

0x01 graphic

   На это могутъ сказать: существованіе силъ, дѣйствующихъ въ всемъ просторѣ вселенной, пока еще не доказано. Нельзя, однако, отрицать, что вселенная приближается къ извѣстному предѣльному состоянію, при которомъ нѣтъ мѣста никакимъ измѣненіямъ. Въ. 1851 г. Вильямъ Томсонъ впервые выставилъ основное положеніе: неодушевленныя тѣла не могутъ производить механическаго воздѣйствія чрезъ какую-нибудь среду, если ихъ температура ниже" температуры окружающихъ тѣлъ. При всѣхъ превращеніяхъ энергіи, съ которыми мы встрѣчаемся въ природѣ, часть ея постоянно переходитъ въ теплоту. Эта послѣдняя стремится къ равновѣсію, при которомъ исчезаютъ тепловыя различія между отдѣльными тѣлами. Вслѣдствіе этого формы энергіи съ теченіемъ времени должны уменьшаться; на ихъ счетъ устанавливается совершенно равномѣрное тепловое состояніе. И такъ, по выраженію Томсона, въ мірѣ происходитъ "разсѣяніе энергіи", и способность къ дѣйствію въ природѣ постепенно уменьшается, пока не дойдетъ до нуля; а тогда наступитъ конецъ всѣхъ вещей.
   Къ подобному выводу пришелъ Клаузіусъ, опираясь на второй законъ механической теоріи теплоты. Изъ него слѣдуетъ, что въ извѣстномъ направленіи превращенія энергіи могутъ идти сами собою, т. е. безъ затраты энергіи извнѣ; зато въ обратномъ направленіи они совершаются лишь въ томъ случаѣ, если ихъ уравновѣшиваютъ другія превращенія, одновременныя и противоположныя. "Часто приходится слышать, -- говоритъ Клаузіусъ, -- что въ мірѣ происходитъ постоянный круговоротъ. Въ то время, какъ въ данномъ мѣстѣ и въ данное время мы наблюдаемъ одни измѣненія, въ другихъ мѣстахъ и въ другія времена совершаются измѣненія противоположныя, таі^ь-что постоянно повторяются одни и тѣ же состоянія, и въ общемъ состояніе вселенной остается неизмѣннымъ. Міръ можетъ вѣчно продолжать свое существованіе такимъ же образомъ. Когда было выставлено первое положеніе механической теоріи теплоты, въ немъ могли, пожалуй, увидѣть вѣское подтвержденіе этого взгляда. Гельмгольцъ, который немедленно призналъ общее значеніе этого положенія и, примѣнивши его къ различнымъ областямъ физики, сдѣлалъ его яснымъ и убѣдительнымъ, обозначилъ его названіемъ: "законъ сохраненія силы". Правильнѣе было бы сказать: "законъ сохраненія энергіи". Разсматривая его, какъ основной законъ вселенной, можно дать ему слѣдующее общее, выраженіе: одна форма энергіи можетъ перейти въ другую, но при этомъ не происходитъ ни малѣйшей потери въ количествѣ энергіи; напротивъ, общая сумма энергіи во вселенной остается неизмѣнною, такъ же, какъ и общая масса вещества. Вѣрность этого закона -- внѣ сомнѣнія, и онъ, дѣйствительно, выражаетъ неизмѣнность вселенной въ извѣстномъ, очень важномъ, отношеніи. Тѣмъ не менѣе, видѣть въ немъ подтвержденіе взгляда, по которому вселенная неизмѣнна во всѣхъ отношеніяхъ, по которому въ ней господствуетъ вѣчный круговоротъ,-- это значило бы заходить слишкомъ далеко.
   "Этому взгляду самымъ рѣшительнымъ образомъ противорѣчитъ второй законъ механической теоріи теплоты. Работа, которую могутъ произвести силы природы и которая заключается въ движеніяхъ міровыхъ тѣлъ, все болѣе и болѣе превращается въ теплоту. Теплота постоянно переходитъ отъ тѣлъ болѣе теплыхъ къ болѣе холоднымъ. Распредѣленіе ея будетъ становиться все равномѣрнѣе и равномѣрнѣе; между лучистою теплотой, разсѣянной въ эфирѣ, и теплотой, заключенной въ тѣлахъ, наступитъ извѣстное равновѣсіе. Наконецъ, по своему молекулярному строенію тѣла приблизятся къ извѣстному состоянію, при которомъ общее разъединеніе частицъ для данной температуры будетъ наибольшее. Я попытался выразить весь этотъ процессъ простымъ закономъ; при его помощи опредѣленно характеризуется состояніе, къ которому постепенно приближается міръ. Я вообразилъ величину, которая имѣетъ тоже значеніе относительно превращеній, какъ энергія относительно теплоты и работы,-- именно сумму всѣхъ превращеній, которыя должны были произойти, чтобы привести тѣло или совокупность тѣлъ къ ихъ настоящему состоянію. Эту величину я назвалъ "энтропіей". Превращенія, при которыхъ энергія принимаетъ форму теплоты, называются положительными; противоположныя превращенія, при которыхъ теплота переходитъ въ работу, называются отрицательными. Во всѣхъ случаяхъ, гдѣ положительныхъ превращеній больше, чѣмъ отрицательныхъ, энтропія увеличивается. Отсюда нужно заключить, что при всѣхъ явленіяхъ природы энтропія можетъ только возростать, а никакъ не уменьшаться. Вмѣстѣ съ тѣмъ выясняется законъ, способный служить краткимъ выраженіемъ того процесса превращеній, который совершается постоянно и повсемѣстно: энтропія міра стремится къ максимуму. Чѣмъ больше міръ приближается къ этому предѣльному состоянію, когда энтропія достигаетъ максимума, тѣмъ меньше поводовъ къ дальнѣйшимъ измѣненіямъ; и еслибъ это состояніе было, наконецъ, достигнуто, прекратились бы всѣ измѣненія, и міръ застылъ бы среди мертваго покоя. Пусть настоящее состояніе вселенной еще очень далеко отъ этого предѣла. Пусть приближеніе къ нему происходитъ такъ медленно, что всѣ промежутки времени, съ какими имѣетъ дѣло исторія, представляются лишь краткимъ мгновеніемъ сравнительно съ громадными періодами, какихъ требовалъ міръ даже для небольшихъ перемѣнъ. Все-таки найденъ законъ, дающій намъ увѣренность, что въ мірѣ нѣтъ всеобщаго круговорота, что его состояніе измѣняется и приближается къ извѣстному предѣлу".

0x01 graphic

   Въ первый разъ еще точная наука указала законъ, который обусловливаетъ для современнаго устройства вселенной конецъ во времени и, вмѣстѣ съ тѣмъ, начало во времени. Признано существованіе процесса, который когда-нибудь остановитъ пульсъ вселенной. Съ тѣхъ поръ призванные и непризванные успѣли сказать свое слово по этому великому вопросу, и рѣшительно все, что выставлялось противъ заключеній Клаузіуса, оказалось несущественнымъ. Вѣчность современнаго мірового порядка -- эти слова не имѣютъ больше значенія въ области точнаго знанія; когда-нибудь часы вселенной остановятся, и времени не будетъ.
   Только при одномъ условіи вселенная никогда не достигнетъ этого предѣльнаго состоянія: если сумма матеріи въ пространствѣ безконечна. Тогда энтропія никогда не дойдетъ до минимума, хотя бы природа стремилась къ ней въ безконечно многихъ пунктахъ. Но возможно ли допустить безконечность матеріи въ безконечномъ пространствѣ? Говоря откровенно, я могу не видѣть необходимости въ этомъ. Сдѣлавши такое допущеніе, мы признаемъ, въ сущности, что постоянно творится новая матерія: вѣдь еще Гауссъ остроумно замѣтилъ, что безконечное можно представить только, какъ вѣчно не конченное. Ньютонъ думалъ когда-то, что планетная система не будетъ имѣть устойчивости, если время отъ времени не будетъ вмѣшиваться всемогущая сила; современная физика приводитъ насъ къ заключенію, что вся вселенная по истеченіи невообразимо-громаднаго промежутка времени должна погрузиться въ состояніе мертвой неподвижности, если всемогущая воля не творитъ непрерывно новой матеріи. Въ такомъ случаѣ сила цѣлой вселенной, подобно потоку, вытекаетъ въ безконечность изъ таинственнаго источника, который не можетъ изсякнуть.
   Но эта безконечность, въ свою очередь, является такимъ понятіемъ, которое подавляетъ человѣческій разумъ и которое мы должны вводить въ наши вычисленія только въ Случаяхъ крайней необходимости. Въ популярныхъ сочиненіяхъ приводятся иногда примѣры, которые наглядно показываютъ противоположность между конечнымъ и безконечнымъ. Кронигъ даетъ слѣдующій численный примѣръ. Напишемъ рядъ числа:

I1, 22, З3, 44, 55, 66 и т. д.

   1010 равняется уже десяти тысячамъ милліоновъ. 100100 равно числу, которое выражается единицею съ десятью тысячами нулей. Если эти числа кажутся недостаточно большими, можно написать другой рядъ чиселъ, составленный слѣдующимъ образомъ:

0x01 graphic

   Первое число 22 равно 4; второе будетъ уже больше 8 билліоновъ. О третьемъ числѣ въ этомъ ряду можно дать приблизительное понятіе такимъ разсчетомъ. Представьте прямую линію такой длины, чтобы свѣтъ, который дѣлаетъ въ секунду 280.000 верстъ, могъ пролетѣть ее только въ квинтилліонъ лѣтъ; квинтилліонъ пришлось бы изобразить единицею съ 30 нулями. Представьте далѣе, что этой линіей, какъ радіусомъ, описанъ шаръ, и вся внутренность этого шара наполнена типографскими чернилами. Все-таки ихъ не хватило бы, чтобы напечатать данное число самыми мелкими изъ существующихъ литеръ. Вотъ насколько велико это число: -- 0x01 graphic
. Еслибъ меня попросили дать такимъ же образомъ понятіе о слѣдующемъ, четвертомъ числѣ, я, навѣрное, не зналъ бы, какъ начать. Представить дальнѣйшія числа еще труднѣе. И, однако, они являются совершенно ничтожными сравнительно съ безконечной величиной.
   Но Кронигъ также не приписываетъ вселенной вещественной безконечности: скорѣе онъ убѣжденъ, что матерія вѣчна, но сумма отдѣльныхъ частицъ ея въ то же время конечна. Это представленіе о мірѣ приводитъ къ новымъ трудностямъ. Изъ него неизбѣжно слѣдуетъ, что всѣ возможныя группировки атомовъ въ теченіе минувшихъ, безконечно долгихъ періодовъ уже повторялись безчисленное множество разъ. Значитъ, современная вселенная существовала въ прошломъ несмѣтное число разъ. Кронигъ не можетъ думать этого: онъ соглашается съ выводомъ Клаузіуса, что вселенная прекратитъ свое существованіе, когда наступитъ полное равенство между температурами отдѣльныхъ предметовъ; онъ поясняетъ даже, что для этого достаточно тѣхъ громадныхъ тепловыхъ потерь, которыя испытываетъ каждое свѣтящееся небесное тѣло вслѣдствіе постояннаго перехода теплоты въ эфиръ.
   Все это приводитъ къ заключенію: нѣтъ ничего внѣ вселенной, нѣтъ ничего выше ея; но мы, люди, съ нашими органами чувствъ, можемъ постигать не все содержаніе, не всѣ стороны этого мірового бытія, а только тѣ, которыя доступны нашимъ чувствамъ и нашему разуму. Одѣтые бреннымъ тѣломъ, мы познаемъ лишь пространственное и временное. Отсюда вытекаетъ, что наши изслѣдованія въ извѣстномъ направленіи должны всегда оставаться односторонними.
   Не смотря на эту односторонность, мы видимъ, что устройство міра таково, какъ если бы онъ былъ проникнутъ Высочайшимъ Разумомъ, который въ то же время обладаетъ неизмѣримою способностью къ творчеству. Величайшіе изслѣдователи всѣхъ временъ, основатели современнаго естествознанія признавали присутствіе такого Разума. Его существованіе слѣдуетъ изъ всей совокупности явленій природы съ такой же ясностью и неизбѣжностью, какъ существованіе силы тяготѣнія въ солнцѣ слѣдуетъ изъ движенія планетъ по замкнутымъ путямъ.

"Міръ Божій", No 6, 1896

   
   
   
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Рейтинг@Mail.ru