Но в случае принятия за основу данного “принципа”, отождествляющего с энергией саму по себе теплоту как таковую, о действительно реальной энергии Карно, определяемой формулой (5), говорить уже не приходится – не могут же существовать в теории сразу две “тепловых энергии” одновременно! И потому Клаузиус ее попросту отбрасывает, как отжившее свой век понятие. Но тогда, как уже отмечалось, теряется возможность объяснить закономерности всех тепловых явлений, и, в частности, наиболее простого из них – теплообмена, обычными энергетическими соображениями, полностью подтверждающимися, подчеркнем, всеми прочими разделами физики! Направление того же теплообмена, скажем, уже не может быть объяснено просто общим стремлением любой энергии к понижению, что происходит при выравнивании температур у приведенных в тепловой контакт тел с собственно энергией Карно. И поэтому Клаузиус вынужден теперь “изобретать” новое объяснение именно такому направлению теплообмена, специально формулируя далее якобы принципиально новый второй принцип создаваемой им особой науки, без которого ее существование становится бессмысленным. Формулирует же он его уже и вовсе смешным образом, провозглашая известное из практики стремление разности температур у приведенных в тепловой контакт тел сокращаться, а не возрастать, просто-напросто фундаментальным законом природы!
“Различные соображения, касающиеся природы и поведения теплоты,- торжественно заявляет он в специально введенном параграфе под названием “НОВЫЙ принцип, относящийся к теплоте” все той же его книги,- привели меня к убеждению, что проявляющееся при теплопроводности... стремление теплоты переходить от более теплых тел к более холодным, выравнивая таким образом существующие разницы температур, связано так тесно С САМОЙ ЕЕ СУЩНОСТЬЮ, что оно должно иметь силу при всех обстоятельствах. Поэтому я выдвинул в качестве принципа предложение: ТЕПЛОТА НЕ МОЖЕТ ПЕРЕХОДИТЬ САМА СОБОЙ ОТ БОЛЕЕ ХОЛОДНОГО ТЕЛА К БОЛЕЕ ТЕПЛОМУ” [3, С.444].
Но давайте спросим себя откровенно, что действительно нового содержится в этом принципе, глубокомысленно формулируемом, обратите внимание, во второй половине ХIХ века? Ведь на самом деле он был прекрасно известен науке по крайней мере со времен изобретения термометра, причем особенно четко его сформулировал еще в ХVIII веке не раз уже упоминавшийся ранее Джозеф Блэк. А Сади Карно вообще объяснил его к тому же в начале века ХIХ при помощи гораздо более общего принципа, опирающегося в конечном счете на сам факт стремления любой энергии к уменьшению (и уж тем более не возрастанию). Клаузиус же теперь по существу заново “открывает” (и с большой помпой) абсолютно очевидную всем истину, причем постулирует ее в совершенно устаревшем уже на тот момент, неоправданно примитивном виде. Дело обстоит по существу так, как если бы кто-то после Ньютона, объяснившего при помощи универсального закона гравитации множество земных и небесных явлений, вздумал бы вдруг вновь глубокомысленно формулировать совершенно “новый” принцип, запрещающий, например, самопроизвольный подъем воды с меньшей высоты на большую!
А все потому, повторим в который раз, что Клаузиус, бездумно следуя выводам Джоуля, напрямую отказался от самих фундаментальных выводов Карно, требовавших обязательной увязки характеризующей тепловые процессы энергии не только с количеством перемещаемой теплоты, но и с разностью температур рассматриваемых при этом тел! И отождествил в итоге тепловую энергию просто с самим же количеством теплоты, что по сути дела эквивалентно утверждению о том, что само количество воды непосредственно выражает связанную с ней гравитационную энергию! И, следовательно, изменение гравитационной энергии при падении воды с большей высоты на меньшую (пропорциональное в действительности, как известно, произведению упавшего количества воды на разность высот начальной и конечной точек пройденного ею при падении пути) попросту отсутствует, ибо само количество воды при этом не изменяется. Понятно, что при таком подходе самопроизвольное “падение” воды именно с большей высоты на меньшую, а никак не наоборот, уже нельзя было бы объяснить “по Ньютону” (в конечном счете - стремлением запасенной в данной системе гравитационной энергии к понижению), в связи с чем и потребовался бы совершенно “новый” особый принцип, сформулированный в конце предыдущего абзаца и объясняющий реальное направление процесса просто “самой сущностью” воды как таковой!
Приведенные сейчас попытки искусственно запутать совершенно простую в своей основе теорию гравитации Исаака Ньютона выглядят, конечно, предельно нелепыми, но обратились-то мы к ним, напомним, потому, что они самым наглядным образом иллюстрируют именно то, что на самом деле произошло в термодинамике! Усилиями того же Клаузиуса и еще ряда других авторов была фактически отброшена столь же простая и гармоничная в своей основе, как и ньютонова концепция гравитации, теория тепловых процессов Сади Карно, а взамен создана абсолютно искусственная, чисто математическая по своей сути, концепция, одним из главных постулатов которой как раз и стал приведенный выше примитивный принцип, получивший в итоге специальное название второго начала термодинамики в форме Клаузиуса. Как тут не вспомнить в очередной раз знаменитые слова самого Ньютона, словно специально адресованные Клаузиусу со товарищи в связи с описанным сейчас их псевдотеоретизированием: "Не следует измышлять на авось каких-либо бредней, не следует также уклоняться от СХОДСТВЕННОСТИ в природе, ибо ПРИРОДА ВСЕГДА И ПРОСТА И ВСЕГДА САМА С СОБОЙ СОГЛАСНА" [7, С.503.]!
Именно отказ от приоритета данной очевидной мысли и привел, в конце концов, Клаузиуса сначала к противоестественному отождествлению количества теплоты с собственно энергией, ставшему, напомним, первым началом созданной ими горе-науки, а затем и к постулированию отмеченного сейчас второго ее начала, которое уже неизбежно носило, повторим, попросту архаичный, средневековый характер. Затем он, впрочем, придал указанному второму началу уже гораздо более наукообразную форму, существенно затруднившую в итоге осмысление описанной сейчас логической ошибки всеми последующими поколениями физиков. Но об этом мы поговорим уже отдельно в следующем, специально посвященном данному вопросу четвертом разделе.
4. Так что же такое энтропия?
Математика - это искусство давать разным вещам одно название.
А. Пуанкаре
Упомянутая в конце предыдущего раздела наукообразная форма второго начала термодинамики напрямую связана, как отмечалось еще в исходной статье, с важнейшим для всей данной науки специальным понятием энтропии. В той же своей работе “Механическая теория тепла” Рудольф Клаузиус подробно объясняет целесообразность введения этого якобы совершенно особого нового понятия ссылкой на выполнение при так называемых обратимых круговых процессах следующего уравнения:
∫dQ/T = 0, (6)
где dQ - элементарное количество теплоты, Т - абсолютная температура.
“Это уравнение, которое я впервые опубликовал в 1854 г.,- специально поясняет он,- дает весьма удобное выражение второго начала механической теории теплоты, поскольку оно относится к обратимым круговым процессам. Смысл его может быть выражен следующим образом. ЕСЛИ В НЕКОТОРОМ ОБРАТИМОМ КРУГОВОМ ПРОЦЕССЕ МЫ РАЗДЕЛИМ КАЖДЫЙ ПОГЛОЩАЕМЫЙ ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ТЕЛОМ ЭЛЕМЕНТ (ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ИЛИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ) КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ НА АБСОЛЮТНУЮ ТЕМПЕРАТУРУ, ПРИ КОТОРОЙ ПРОИСХОДИТ ПОГЛОЩЕНИЕ, И ПОЛУЧЕННОЕ ТАКИМ ОБРАЗОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ПРОИНТЕГРИРУЕМ ДЛЯ ВСЕГО КРУГОВОГО ПРОЦЕССА, ТО ЗНАЧЕНИЕ ИНТЕГРАЛА РАВНО НУЛЮ. Если интеграл ∫dQ/T,- продолжает Клаузиус,- относящийся к любым последовательным изменениям тела, равен нулю каждый раз, когда тело вновь возвращается в свое начальное состояние, то стоящее под знаком интеграла выражение dQ/T должно быть полным дифференциалом некоторой величины, зависящей только от данного состояния тела, а не от пути, по которому тело в это состояние пришло. Если мы обозначим эту величину S, то
dQ/T = dS. (7)
…Это уравнение дает еще одно выражение второго начала механической теории теплоты, очень удобное во многих исследованиях... Мне пришлось уже в другом месте... предложить называть... величину [S] энтропией, от греческого слова... превращение” [3, С.447,448].
Для лучшего понимания приведенных сейчас слов Клаузиуса уточним теперь особо, какие именно процессы считаются в современной термодинамике обратимыми. “Если в результате какого-либо процесса,- говорится по данному поводу в одном известном отечественном учебном пособии для студентов физических специальностей вузов,- система переходит из состояния А в другое состояние В и если возможно вернуть ее хотя бы одним способом в исходное состояние А и при том так, чтобы во всех остальных телах не произошло никаких изменений, то этот процесс называется обратимым. Если же это сделать невозможно, то процесс называется необратимым. Примером необратимого процесса может служить переход теплоты от более нагретого тела к телу менее нагретому при тепловом контакте этих тел... Необратимым является [и] процесс получения теплоты путем трения” [5, С.97]. Таким образом, как видим, обратимые процессы в термодинамике точно так же несовместимы с трением и ему подобными диссипативными явлениями, как и консервативные процессы в механике и т. д., что далеко не случайно – они равным образом представляют собой научную идеализацию, реально отсутствующую в природе. Консервативные процессы, правда, характеризуются сегодня условно нулевым изменением соответствующего вида энергии, а обратимые – энтропии, но это, как вскоре станет ясно, фактически одно и то же.