6. Идеи вечных двигателей первого и второго рода и невозможность их создания.

Современная жизнь человека невозможна без использования самых разнообразных машин. Основным общим свойством таких машин является их способность совершать работу. Многие изобретатели в прошлом пытались построить машину - «вечный двигатель», способную совершать полезную работу без потребления энергии извне и без каких – либо изменения внутри машины. Все эти попытки окончились неудачей. Невозможность создания «вечного двигателя» является экспериментальным доказательством первого закона термодинамики, согласно которому изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое является суммой работы внешних сил и количества теплоты, переданного этой системе.

Устройства, превращающие энергию топлива в механическую энергию, называют тепловыми двигателями. Любой тепловой двигатель состоит из трех основных элементов: рабочего тела, которое совершает работу в двигателе; нагревателя, от которого рабочее тело получает энергию, часть которой затем идет на совершение работы; холодильника, которым могут быть атмосфера или специальные устройства. Таким образом, абсолютно ясно, что для работы обычного теплового двигателя необходимо иметь нагреватель и холодильник. Очень интересной кажется задача создания тепловой машины, которая могла бы совершать механическую работу с использованием нагревателя.

Можно подсчитать, что охлаждение Мирового океана всего лишь на 1 К даст возможность получить энергию, достаточную для обеспечения всех потребностей человека при современном уровне ее потребления на 14000 лет.

Возможность создания такой машины, называемой «вечным двигателем второго рода», не противоречит первому закону термодинамики. Однако все известные на сегодня результаты опытов свидетельствуют о том, что создание «вечного двигателя второго рода» является столь же неразрешимой задачей, как и создание «вечного двигателя первого рода». Этот опытный факт принят в термодинамике в качестве второго основного постулата – второго закона термодинамики, который гласит: неосуществим термодинамический процесс, в результате которого происходила бы передача тепла от одного тела к другому, более горячему, без каких – либо других изменений в природе. Теплопередача самопроизвольно происходит только в одном направлении –от горячего тела к холодному. Значит, чтобы энергия теплового движения молекул воды Мирового океана превратилась в механическую энергию, необходимо иметь рабочее тело, температура которого была бы ниже температуры воды в океане.

Таким образом, можно сделать вывод, что невозможно построить периодически действующую машину, которая непрерывно превращала бы теплоту в работу только за счет охлаждения одного тела, без того, чтобы в окружающих телах не произошло одновременно каких – либо изменений. 3, 9-10

7. Понятия «хаос», «бифуркация», «порядок». Возможность их применения для анализа социальных процессов.

Всякий объект на микроскопическом уровне представляет собой совокупность хаотично двигающихся молекул и атомов. Это движение является неупорядоченным и предполагает разрыв внутренних связей и стремление к беспорядку. Однако, несмотря на беспорядок макро- и мегаобъекты могут существовать в стабильном состоянии некоторое время. В 18-19 вв. стали подробным образом исследовать внутреннюю природу систем, и было выяснено, что для большинства открытых систем стабилизирующим фактором является приток внешней энергии (например, источником энергии для живых организмов является энергия). Для замкнутых же систем полагают, что стабилизирующим фактором может быть сама внутренняя структура или состояние системы. Фактором разрушения может выступать передаваемая в системе теплота, т. к. при нагревании скорость хаотично движущихся частиц увеличивается, а значит, возникает вероятность разрыва связей между атомами и молекулами..

В термодинамике, существуют два начала, с помощью которых можно объяснить направление любых природных процессов:

• В природе возможны только те процессы, в которых происходит передача тепла от более нагретого тела к более холодному и не наоборот; в природе круговорота энергии не существует; закон сохранения энергии предполагает, что в замкнутой системе сумма энергий – есть величина постоянная.

• Энтропия (мера хаоса, мера неупорядоченного движения частиц) замкнутой системы при любых термодинамических процессах не убывает; при необратимых – возрастает; при обратимых – остается неизменной.

С точки зрения термодинамики состояние беспорядка или хаоса в природе является более вероятным, системы развиваются в сторону беспорядка.

В середине 70-х годов прошлого столетия в науке сформировалось новое направление, которое предполагало исследование механизмов формирования и существования сложных саморегулирующихся систем Это направление получило название синергетика, основоположниками которого можно считать Хакена и Пригожина. Хакен полагал, что самоорганизующейся можно считать систему, которая без специфического воздействия извне образует какую-то пространственно – временную или функциональную структуру. Примером самоорганизующихся структур можно считать ячейки Бенара: если нагревать воду по экспоненте (за определенное время на определенное количество градусов), молекулы воды начинают образовывать правильные геометрические фигуры, напоминающие пчелиные соты. Таким образом, становится ясно, что в природе существуют механизмы, обеспечивающие развитие упорядоченных структур из хаоса. Если эти механизмы будут разгаданы, то будет найдено объяснение множеству вещей и, в частности, объяснение социальных процессов.

Согласно теории синергетики возможен процесс, когда хаос переходит в порядок, то есть материя способна к саморазвитию. Признаками само развивающихся систем принято считать:

• открытость

• нелинейность

• степень свободы

Согласно взглядам Хакена и Пригожина, каждая система начинает свое развитие с точки «бифуркации», когда дальнейшее развитие может быть каким угодно. Примером точки «бифуркации» может служить зигота (из зиготы может образоваться один младенец, могут близнецы и т. д.). 1, 10-11; 5, 10; 2, 10-11