Виктор Стенджер - Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса

Энтропия замкнутой системы с течением времени должна либо оставаться неизменной, либо нарастать.

Второй закон изначально был сформулирован в контексте функционирования двигателей и холодильников, чтобы объяснить тот факт, что эффективность их работы не может быть абсолютной, несмотря на то что абсолютная эффективность не противоречит закону сохранения энергии. Иными словами, двигатель не может превратить 100% сообщаемой ему тепловой энергии в работу. В противном случае можно было бы построить вечный двигатель, получающий всю необходимую энергию из внешней среды. Аналогично холодильник или кондиционер не могут изменить температуру, не совершая работы. Иначе их не требовалось бы подключать к электрической розетке. В1865 году Рудольф Клаузиус (1822–1888) заново сформулировал эти законы в контексте абстрактной величины, называемой энтропией, которая является показателем неупорядоченности системы.

Влияние термодинамики на представления людей XIX века о мире было огромным, особенно того, что касается ее связи с богословскими вопросами. Многие философы и богословы тех времен обратились к первому и второму началам термодинамики, чтобы найти в них подтверждение гипотезы конечной, сотворенной Вселенной. К первому закону обращались, чтобы доказать, что внутренняя энергия Вселенной, состоящая из потенциальной энергии гравитационного притяжения и кинетической энергии (энергии движения), должна иметь источник, находящийся за пределами Вселенной.

На основании второго закона термодинамики доказывали, что Вселенная не может быть вечной, она должна иметь начало и, более того, в итоге должна умереть {88} 88 Kragh Helge. Matter and Spirit in the Universe: Scientific and Religious Preludes to Modern Cosmology. — London: Imperial College Press, 2004; Kragh Helge. Entropic Creation: Religious Contexts of Thermodynamics and Cosmology. — Aldershot, Hampshire, England; Burlington, VT: Ashgate, 2008. . Это явление получило название тепловой смерти Вселенной — состояния, при котором движение полностью прекратится и температура Вселенной снизится до минимально возможного уровня, то есть абсолютного нуля.

Термодинамический аргумент в пользу божественного творения, высказанный многими авторами, заключается в следующем: во-первых, если бы Вселенная существовала вечно, ее тепловая смерть, то есть состояние полной неупорядоченности, максимальной энтропии, уже наступило бы. Во-вторых, уровень энтропии Вселенной в прошлом был ниже и в какой-то момент должен был быть минимальным (нулевым), это и был момент рождения Вселенной. Это, утверждали они, свидетельствует не только о том, что Вселенная имела начало, но и о том, что она была сотворена сверхъестественным образом. Этот вывод следует из того факта, что Вселенная в то время находилась в состоянии полного беспорядка, хаоса, значит, существующий порядок должен был прийти извне.

Герман фон Гельмгольц, написавший в 1847 году исчерпывающий трактат о законе сохранения энергии, объяснил, каким, на его взгляд, будет конец Вселенной, в лекции, прочитанной им в Кенигсберге в 1854 году:

«Если физические процессы во Вселенной будут дальше неизменно идти своим чередом, вся сила [под силой подразумевается энергия] в конечном итоге обратится в форму тепла, а все тепло придет в состояние равновесия. Тогда исчезнет возможность всяких дальнейших изменений и наступит полная остановка всех естественных процессов… Иными словами, с этого момента Вселенная будет обречена пребывать в состоянии вечного покоя» {89} 89 Helmholtz Hermann von. Science and Culture: Popular and Philosophical Essays. — Chicago: Chicago University Press, 1995. P. 30. .

В 1868 году Клаузиус дал определение тепловой смерти Вселенной с точки зрения энтропии: «Энтропия Вселенной стремится к максимуму», и в момент, когда его достигнет, «Вселенная застынет и умрет» {90} 90 Clausius Rudolf. On the Second Fundamental Theorem of the Mechanical Theory of Heat // Philosophical Magazine, 35,1868. — P. 404–419. .

Но не все были в этом убеждены. Выдающийся британский физик лорд Кельвин (Уильям Томсон) соглашался с гипотезой тепловой смерти. В 1862 году он написал: «Результатом всего этого [того, что он называл законом рассеяния энергии] неизбежно было бы состояние всеобщего покоя и смерти». Однако далее он подвергает сомнению этот вывод, говоря, что «наука побуждает нас скорее допускать бесконечное развитие через бесконечное пространство действия, ведущего к превращению потенциальной энергии в осязаемое движение, а оттуда в тепло, чем смотреть на природу как на один конечный механизм, бегущий, как часы, и останавливающийся навсегда» {91} 91 Томсон В. Строение материи. Популярные лекции и речи. — СПб., 1895. . Другими словами, закон рассеяния энергии не выполняется в условиях бесконечного пространства. Но у Кельвина не было убедительного аргумента в пользу бесконечности последнего.