Остров неопытных физиков

Другой пример: в особых звездах — так называемых «белых карликах» — над всем должна господствовать огромная, трудно поддающаяся воображению сила тяжести. И наоборот, космонавт, летящий вокруг Земли, живет в необычной для нас обстановке невесомости.

В различных условиях меняются соотношения и взаимосвязь между силами природы, материя развивается хотя и по одинаковым общим законам природы, но самыми разнообразными путями. И то, что сейчас представляется нам безусловно правильным, может оказаться при более подробном исследовании ошибочным или быть лишь частным случаем более общей закономерности.

Еще сравнительно недавно было широко распространено представление о так называемом круговом развитии материи. Предполагалось, что из газово-пылевых туманностей образуются звезды с планетными системами вокруг них. На планетах возникает и развивается жизнь, затем звезды постепенно остывают, энергия излучения рассеивается в пространстве. Потом эта рассеянная энергия где-то и как-то концентрируется, остывшие звезды сталкиваются, взрываются, превращаются в газово-пылевую туманность, и все начинается сначала.

Сейчас можно с уверенностью сказать, что если подобный кругооборот материи и осуществляется, то он не является главенствующим и определяющим судьбы развития материи в масштабах Вселенной.

Вопрос о происхождении Земли, о строении Вселенной всегда интересовал и интересует человечество. И это совсем не праздное любопытство. Знание основных законов, управляющих мирозданием, имеет первостепенное значение для всей нашей жизни, для развития материальных условий существования человека.

В древности астрономию изучали, в частности, для определения сроков посева и жатвы. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения сыграло решающую роль в развитии мореплавания. Законы механики Ньютона позволяют точно определять местонахождение судна в море. Без них мы никогда не сумели бы изучить нашу планету так, как мы ее знаем сейчас.

Логические следствия из основных законов механики объединили в одно целое самые отвлеченные представления о строении солнечной планетной системы и чисто практическую деятельность людей.

По мере расширения наших знаний мы вновь и вновь обращаемся к поискам основных законов, управляющих миром.

Развитие в прошлом веке кинетической теории газов привело к созданию гипотезы (научного предположения) о тепловой смерти Вселенной. Для того чтобы яснее понять, о чем идет речь, представим себе простой опыт.

Возьмем два баллона с газом или, чтобы было еще нагляднее, два стакана с водой. Пусть в одном стакане вода холодная, а в другом горячая. Если смешать холодную и горячую воду, холодный и горячий газ, то смесь будет иметь некоторую промежуточную температуру. Она не будет ни холодной, ни горячей. Это очевидно. И разделить снова воду или газ на горячую и холодную половины, так, чтобы в одном сосуде была горячая вода или газ, а в другом холодная, невозможно.

Так же невозможно придумать самопроизвольный процесс, который обеспечил бы, например, в одной половине комнаты высокую температуру воздуха, а в другой — низкую. Здесь имеется в виду не нагревание комнаты горячей печью, а именно самопроизвольный процесс, при котором в замкнутом, изолированном объеме газа общее количество теплоты распределилось неравномерно но объему. Таких процессов в природе нет. Температура всегда выравнивается.

Это простое наблюдение имеет очень глубокий смысл. Оно приводит к мысли о необратимости некоторых процессов в природе, об односторонней направленности некоторых явлений.

Такая направленность, возможность развития лишь в одном направлении, ярче всего проявляется в одностороннем ходе времени. Только в кино, когда фильм пускают обратным ходом, можно видеть время как бы обращенным вспять. Мы сперва видим на экране, как обычно, спортсмена, прыгающего с вышки в воду. Потом, когда фильм пускают обратным ходом, на экране происходит «чудо» — в бассейне вдруг вздымается фонтан брызг, и из-под воды взлетает спортсмен и удивительно точно попадает на стартовую площадку. Это зрелище неизменно вызывает веселое оживление в зале. Зрителю смешно, потому что он видит на экране то, чего никогда нельзя увидеть в жизни. Нельзя увидеть потому, что это противоречит основным законам, управляющим природой.

Электродвигатель может вращаться в правую и в левую стороны, автомобиль может ехать задним ходом. Вероятно, и Земля и другие планеты могли бы вращаться в обратную сторону, тогда солнце всходило бы на западе — все это возможно в рамках основных законов природы. Все это процессы практически или принципиально обратимые. Однако огромное большинство явлений природы относится к процессам необратимым. Не сделав оговорок или допущений, имеющих принципиальный характер, невозможно дать научное описание картины, наблюдаемой в кино при обратном ходе фильма, если исходить из принятых нами законов природы и нормального хода времени.

Автор книги «Остров неопытных физиков» ставит своих героев в положение люден, наблюдающих такой «обращенный» мир.