Жизнь и мечта

Коллега Б. Само собой разумеется, что теорию вероятностей можно приложить к рассмотрению бесчисленного множества процессов. Однако я не сторонник универсального объяснения всех явлений природы выводами одной только этой теории. Если, например, положить два шарика — один черный и один белый — в ящик и начать покачивать его, то можно с уверенностью сказать, что никогда, ни в какой отдельно взятый момент времени эти шарики не могут быть равномерно распределенными по дну ящика. Ни белый, ни черный шарик не может находиться одновременно и в левом углу ящика и в правом.

Никакая теория вероятностей тут не поможет. Для выполнения такого условия и черный и белый шарики должны были бы расколоться по крайней мере пополам, т. е. перестать быть тем, чем они на самом деле являются.

Но, с другой стороны, если вести очень длительное наблюдение за состоянием тех же шариков в качающемся ящике, то, исходя из теории вероятностей, можно сделать вывод, и это будет правильный вывод, что белый и черный шарики равномерно распределены по всему дну ящика. В любом из участков дна этого ящика белый шарик побывает ровно столько же раз, сколько и черный. Вот и выходит: процесс один и тот же, а выводов по нему можно сделать два и притом совершенно противоположных.

Коллега А. Конечно, второй закон термодинамики носит не абсолютный, а статистический характер, поэтому при наблюдении объектов с небольшим содержанием частиц или молекул возможны отступления от него.

Броуновское движение это очень хорошо иллюстрирует.

Коллега Б. Для меня очень важно, что ты не придаешь теперь второму началу термодинамики абсолютного характера хотя бы в области микромира. Но своим примером с черным и белым шариками я хотел подчеркнуть совсем другое. Я хотел сказать, что за статистическим результатом наблюдения какого-либо процесса мы можем иногда не разглядеть истинной природы явления.

Картина электронного облака в атоме является, безусловно, статистической, и она правильно описывает распределение плотности электрического заряда вокруг ядра, но этим она не раскрывает еще природы самого электрона, природы единичных актов движения электрона в атоме.

295

Коллега А. Поскольку во всех реальных телах окружающего нас мира находится не единичное количество атомов и молекул, а огромное их число, то мы вправе ожидать в них только такие процессы, которые ведут к высшей степени неупорядоченности. Только такие состояния отвечают наибольшей вероятности. Тепловое равновесие, как самое вероятное состояние, лишь наиболее убедительно иллюстрирует эту закономерность.

Конечно, и в нем с точки зрения теории вероятностей возможны отступления, но они столь же невозможны, сколь и невероятны. Подсчитано, например, что даже в одном кубическом сантиметре объема такое событие, как перемещение всех молекул воздуха в верхнюю его половину, может произойти лишь один раз на lO^{30000000000000000000} случаев. Такую цифру невозможно даже мысленно представить себе — настолько она огромна. Это еще раз говорит о том, что не следует делать различия между «невероятным» и «невозможным».

Коллега Б. Если память мне не изменяет, то, кажется, известному физику Вильсону принадлежат слова, что эквилибристикой математики можно внушить доверие даже к самой ложной теории. Я не могу, да и не хочу выступать против приложения теории вероятностей к тепловым процессам. Все достижения науки должны быть разумно использованы. Но твой пример носит явно абсурдный характер. Ведь для того, чтобы все молекулы воздуха сами собой переместились из нижней половины сосуда в верхнюю его половину и создали там двойное давление, необходимо затратить работу. Ты же этого условия не обеспечил, поэтому подсчитанная тобою вероятность относится к тому, чего вообще быть не может.

В этом случае невероятное действительно есть в то же время и невозможное. Я знаю, во всех курсах физики невероятное отождествляется с невозможным даже тогда, когда для этого нет достаточных оснований.

Коллега А. А ты приведи мне хотя бы один пример, один процесс, в котором невероятное не соответствовало бы невозможному.

Коллега Б. Привести такой пример очень легко.

Прежде всего, это рождение новых звезд и вечное движение материи. С точки зрения теории вероятностей, с точки зрения энтропистов, это принципиально невозможно.

296

Но ведь это существует! Мы сами с тобой, как живые организмы, являем собой пример нарушения этого правила.

Не признать этих примеров ты не можешь, если только втайне не решил обратить меня в верующего.

Коллега А. Реакционная философия использовала, конечно, учение Клаузиуса для того, чтобы обосновать религиозное представление о начале и конце мира. На этом поприще подвизались не только попы, включая римского папу Пия XII, но и многие псевдоученые. Но современная наука не имеет ничего общего с поповскими представлениями. Наукой доказано: когда наступает равновесие, то вокруг этого равновесия начинаются небольшие колебания — отступления от этого равновесия, или, как их еще называют, флюктуации.