Toli siekiantis antrasis termodinamikos dėsnis (3)
Nors gamtoje galima aptikti daugybę pavyzdžių, kaip iš chaoso gimsta tvarka, antrasis termodinamikos dėsnis to neturėtų leisti. Naujas teorinis modelis išsprendžia šį paradoksą. Jis įrodo, kad antrasis termodinamikos dėsnis galioja ir gerokai nutolus nuo pusiausvyros.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Mokslas žmoniją privertė daugybę kartų nusileisti ant žemės. Jis apibrėžė mūsų technologijų ribas, pavyzdžiui, uždraudė pasiekti šviesos greitį. Mokslas nepadėjo įgyti imuniteto vėžiui ir kitoms ligoms. Akistata su nepatogia tiesa – visuotiniu klimato pokyčiu – taip pat mokslo darbas. Ir galiausiai, tarsi viso to būtų maža, jis iš peties smogė antruoju termodinamikos dėsniu: Visata, kurioje gyvename, darosi vis netvarkingesnė, tačiau mes ničnieko negalime pakeisti. Mūsų gyvenimas, kaip vyksmas, tiesiog didina pasaulio išsigimimą. Kad ir kaip ištobulintume savo mašinas, jos niekada neveiks taip, kad neprarastų energijos arba neišsikrautų. Antrasis termodinamikos dėsnis ne tik niekais verčia amžinojo variklio idėją, bet ir šiurpina šiluminės mirties vaizdiniu: Visata, ilgainiui išnaudojusi visą turimą energiją, pereis į amžiną sąstingio būseną.
Skamba ironiškai, bet pats termodinamikos mokslas gimė technologinio optimizmo epochoje, XIX a. viduryje, kai garo variklio išradimas sudrebino pasaulį, o tokie fizikai kaip Rudolfas Klauzijus (Rudolf Clausius), Nikolas Sadi Karno (Nicolas Sadi Carnot), Džeimsas Džaulis (James Joules) ir lordas Kelvinas (Lord Kelvin), norėdami suprasti, kas verčia naujuosius variklius suktis ir riboja jų naudingumo koeficientą, kūrė energijos ir šilumos teoriją. Gimusi kaip praktinių taikymų išdava, termodinamika išsiplėtė ir tapo viena svarbiausių fizikos ir inžinerijos šakų. Tai visuotinė teorija, nagrinėjanti bendrąsias sudėtinių sistemų savybes: ne tik garo variklius, bet ir bakterijų kolonijas, kompiuterių atmintį ar netgi juodąsias skyles Visatoje. Iš esmės visos šios sistemos paklūsta antrajam termodinamikos dėsniui – stengiasi pasiekti pusiausvirąją būseną.
Nepaisant plataus empirinio patvirtinimo, šis dėsnis skamba paradoksaliai. Teiginys, kad sistemos nuolat artėja prie pusiausvyros, atrodo prieštaraujantis daugybei gamtoje vykstančių procesų: ne tik irimui ar skilimui, bet ir savitvarkai ar augimui. Be to, pradinis antrojo termodinamikos dėsnio išvedimas turi rimtų teorinių trūkumų. Atrodo, tarsi jis galiotų ne visur.
Daugelis termodinamikos kūrėjų suvokė šiuos prieštaravimus, todėl siekė suformuluoti labiau išbaigtą teoriją. XX a. šio darbo ėmėsi Larsas Onzageris (Lars Onsager), Ilja Prigožinas (Ilya Prigogine), Sibrenas Degrutas (Sybren de Groot), Piteris Mazuras (Peter Mazur) ir kiti. Tačiau net ir įmantresnės minėtųjų mokslininkų traktuotės pritaikymas pasirodė ribotas. Visai neseniai mūsų komanda pasistūmėjo į priekį įtvirtindama termodinamikos pagrindus ir išplėsdama pačią teoriją į dar neregėtas erdves. Mes ne tik patvirtinome, kad antrasis termodinamikos dėsnis yra universalus, bet ir supratome, jog jis ne toks jau niūrus, kokį jį bandoma vaizduoti.