Терлецкий Я.П. Статистическая физика (1994) (1185098), страница 58

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 58)

Физика имеет сейчас достаточное число аргументов против какого бы то аи было абсолютизированая положения о необратимой направленности времени. Более того, оказывается, что большинство аргументов в пользу абсолютной необратимости направленности времеви черпаются не из физики, а из других областей знания, включая историю, психологию, а также аекоторые общие философские концепции. Известно, что законы механики, электродинамики, квантовой механики и вообще все элементарные законы движения абсолютно обратимы во времени.

Замена времена г на — у не изменяет уравнений движения, выражающих эти законы. Поэтому существуют тождественные пары решений этих уравнений г (г) и г ( — у), Е(х,у,г, у) иЕ(х,у,р, — г),'Р(х,у,г, у) иЧ'е(х,у,г, — у) ит. д., выражаемые одними и теми же фуакцияма. Последнее означает, что любой элемеюпарный физический процесс может быть осуэцвствлвн как в прямом направлении течения времени от прошедшего к будуэцвму, пиэк и в обратном, или попятном. Следовательно, для элементарных физических процессов с одинаковым правом может быть выбрано как прямое течение времени, так и обратаоее. Направление течения времени физически выделяется лишь для необратимых макроскопических процессов. Уравнение теплопроводности, уравнение диффузии, гидродинамические уравнения Навье — Стокса и т.

д. необратимы во времеви, т. е. замена г на — 1 приводнт к иным уравнениям движения с иными знаками некоторых коэффициентов. Так, например, замена знака времени в уравнении диффузии изменяет знак коэффициента диффузии Ю, в уравнении теплопроводаости — коэффициента теплопроводности и т. и. Таким образом, лиэиь с диссипативными макроскопичвскими процес- "Обваруиеввое е 1964 г.

варушевве Тмвммегрвв при распаде Кэе-низовое пе озвачает веобратимостп злемевтарвмх эаковоа мвкродеввевве, так хах направленность процессов ео еремеев прв Т-весвмметрвв пэмепшт звак прв замене частиц ва автвчаствцм. Необратвмость це оэвачает одвоиапраилеввость процкеое ао времена дла всех беэ исвпочеппл фиъачесавх объеатое. зев сами может быть связано определенное, необратимо направленное течение времени. В наиболее общем виде направленность во времени макроскопическых необратимых процессов выражается законом возрасгаыня энтропыы. Процессы теплопроводности, диффузии, вюкого трения и другие необратимые процессы сопровождаются возрастанием энтропии.

Процессы, протекающие в нашем оргаыизме, в том числе процесс запоминания, также связаны с неюбежыым возрастанием энтропии'. Такым образом, закон возрастания энтропии, будучи общим фюическим законом необратимости макропроцессов, обусловливает качествеыное отличие будущих событый от прошедших, что нами и восприыимается как необратимо направленное течение самого времени. Представление о необратимо направленном течении времени свюывается также с принципом причинности. Считается, что само время должно быть необратимо направленным, чтобы принцип причинносты мог трактоваться как некоторый всеоб~цый, нигде не нарушаемый закон прыроды.

Нетрудно, однако, увидеть, что при этом принцип причинности понимается как некоторое утверждение, связанное с априорным выбором определенного направления течеыив времени, и, таким образом, ссылка на нринг5ия ыричиююсти является лигиь своеобразной маскировкой лостулата о необратимой направленности времени, перенесением проблемы в другую область.

В общенаучном, общефилософском плане приыцип прычиныости — это утвержденые об определенно направленной обусловленности одних явленый другами. Эта обусловленность представляется как всеобщая, так что не существует каких-либо явлений, причинно не обусловленных другими явлениями. Всякое явление А причинно , обусловлено другими явлениями В, С, Ю, .... Таким образом, В, С, Ю, ... являются причинами, а явление А — следствыем, т.

е. обусловленность направлена от причин к следствию. Причинная обусловленность отличается от более общего вида обусловленности— всеобщей юаимосвязи или взаимообусловлеыности явлений— своей направленностью от причин к следствию. В таком общем виде в формулировку принципа причинности не входит время ы утвержденые о его ыаправлениости. Однако в фюике, где все явления представляются более конкретно, как протекающие определенным образом в пространстве и во времени, под принципом причинности так же понимается некоторое более конкретное, но поэтому и более узкое утверждение.

Рассмотрим одну ю возможных физических формулировок пришпша причинности, ю которой можно получить все другие утверждения, рассматриваемые как следствие принципа причинности. «Спецвфвкой процессов, протекающая в впвых оргеввзмах, является то, что е целом е оргапязме эвтропвя может убывать. Это сеязаво с тем, что цпвой оргеввзм является открытой, а пе адвабатвческп юолврояаввой системой, п его цкзведеетельвость подтвервдаегся тем, чго ов «пптеетсяе пегаэвтроппей, являющейся в«точняком авгщщссвпецвв, обеспечваагощей бвологпчещуго аатвввость.

345 В качестве причинно обусловленных физических явлений рассматриваются событыя, происходяпше в двух пространственно-временных точках: (хь уь гь б) и (хь уь гь гг). Событием может быть, .например, факт пребывания в заданной пространствеыной точке (х, у, г) в момент времени г точечной частицы или тот факт, что некоторая пространственно распределенная физическая величина гр (например, напряженность электрического поля К, плотность энергии ю и т. п.) принимает определенное значение: у= гр (х, у, г, г). Такого рода события могут быть независимыми, когда наступление первого события никак не влияет на второе событие и, наоборот, второе не влияет на первое. Они могут быль взаимообусловленными или взаимосвязанными, когда наступление первого события ограничивает возможные значения второго и, наоборот, наступление второго накладывает ограничения на возможные значения первого события.

Наконец, события могуг быть причиыно обусловленными. В этом случае события качественно разделяются на причины и следствия. Если первое событие является причиной, а второе — следствием, то первое событие полностью обусловливает второе, но не наоборот. Соответственно этим определениям принцип причинности состоит в дополнительном утверждении, что причина всегда предшествует по времени следствию и эта последовательность ые может быть обращена посредством выбора системы отсчета.

Таким образом, принпип причинности отбирает из класса причинно обусловленных событий лишь такие, для которых следствия происходят позже причин, их порождающих. Иначе говоря, принцип причинности связывает причинную цепь событий с определенным направлением течения времени, т. е.

причинная нанравленность отождествляется с необратимой наяравленностью времени. Итак, нриниия нричинности в его точной физической формулировке нв может рассматриваться как обосновывающий абсолютную, необратимую нанравленность времени, ибо он сам включает постулат о такой направленносты, т. е. представляет по сути иную формулировку постулата необратимой направленности времени. С чисто физической точки зрения, как мы видели выше, необратимая направленность во времени может быть обусловлена лишь закоыом возрастания энтропии.

Следовательно, и физический принцип причинности также может рассматриваться как некоторое специальное выражение закона возрастаныя энтропии или как его следствие. Любой физический принцип является концентрированным выражением некоторого физического закона. Если мы применяем в физыке прыыцип причинности, то мы считаем его физическим принципом. Следовательно, принцип причиыыости (так же как принцып наименьшего действия, принцип сохранения энергии и т. и.) должен быть выражением ыекоторого физического закона.

Никому еще не 346 улалось открыть какой-нибудь иной физический закон, кроме закона возрастания энтропии, который содержал бы в общем виде положение об определенной, необратимой направленности процессов во времени. Таким образом, мы с полным основанием можем рассматривать утверждение, называемое физиками принципом причинности, так же как и утверждение о возрастании энтропии, как некоторые выражения одного и того же физического закона природы. Следовательно, представление о необратимой направленности времени, принцип причинности и закон возрастания знтронии — неразрывно связанные физические утверждения, которые нельзя применять независимо одно от другого.

Органическая связь представления о необратимой направленности времени и о причинности со вторым началом термодинамики позволяет поставить вопрос о границах применимости этих представлений. Если исходить из термодинамической концепции, согласно которой второе начало не может быль нарушено для макроскопических процессов, то необратимая направленность макроскопических процессов и принцип причинности должны рассматриваться как ненарушимые в макромире. Лишь в микромире для элемецтарных процессов взаимодействия отдельных часпщ эти представления могут оказаться бессодержательными, так как микроскопическая обратимость выступаег в этой области как один из основных принципов, лежаппех в основе законов микродвижения. Однако даже в этой области макроскопический принцип причщшости и необратимал направленность процессов во времени иногда должны учитываться, поскольку существующая теория элементарных процессов (т.

Характеристики

Список файлов книги