4.4. Порядок и хаос. Стрела времени

Точка зрения Больцмана означала, что необратимое возрастание энтропии в изолированной системе, которая не обменивается энергией с окружающей средой, следует рас­сматривать как проявление все увеличивающегося хаоса, постепенного забывания начальной асимметрии, ибо асим­метрия приводит к уменьшению числа способов, которыми может быть осуществлено данное макросостояние, то есть к уменьшению термодинамической вероятности W. Так что любая изолированная система самопроизвольно эволюци­онирует в направлении забывания начальных условий, в направлении перехода в макроскопическое состояние с мак­симальной W, соответствующего состоянию хаоса и макси­мальной симметрии. При этом энтропия возрастает, что соответствует самопроизвольной эволюции системы. Закон этот обойти нельзя, возрастание энтропии является платой за любой выигрыш в работе, оно присутствует во всех фи­зических явлениях. В состоянии теплового равновесия энтропия достигает своего максимального значения. Ины­ми словами, в равновесном состоянии существует состоя­ние молекулярного хаоса, что означает полное забвение системой своего начального состояния, несохранения сис­темой информации о своем прошлом.

По словам Эддингтона, возрастание энтропии, определя­ющее необратимые процессы, есть «стрела времени». Для изолированной системы будущее всегда расположено в на­правлении возрастания энтропии. Это и отличает будущее от настоящего, а настоящее от прошлого. То есть возрас­тание энтропии определяет направление, стрелу времени. Энтропия же возрастает по мере увеличения беспорядка в системе. Поэтому любая изолированная физическая систе­ма обнаруживает с течением времени тенденцию к переходу от порядка к беспорядку. Старая концепция движения, которая не обращала должного внимания на необратимые процессы, по существу, описывала движение как постоян­ное повторение одного и того же круга превращений. Сфор-

191

мулировав II начало термодинамики, Клаузиус проводит четкую границу между движением как повторением и дви­жением как необратимым процессом. «Часто приходится слышать, — пишет он, — что все в мире происходит в замкнутом круге... Когда первый основной принцип меха­нической теплоты был сформулирован, его, пожалуй, мож­но было счесть за блестящее подтверждение вышеупомя­нутого мнения... Но второй основной принцип механичес­кой теплоты противоречит этому мнению решительным образом... Отсюда вытекает, что состояние Вселенной долж­но все более и более изменяться в определенном направ­лении»¹².