Energijos tvermės ir transformacijos dėsnis (pirmasis termodinamikos dėsnis) tokio perėjimo iš esmės nedraudžia, jei tik energijos kiekis išsaugomas tame pačiame tūryje. Tačiau iš tikrųjų tai niekada neįvyksta. Būtent šis energijos perskirstymo uždarose sistemose vienpusiškumas, vienkryptiškumas pabrėžia antrąjį principą.

Siekiant atspindėti šį procesą, termodinamika buvo pristatyta nauja koncepcija - entropija. Entropija suprantama kaip sistemos sutrikimo matas. Tikslesnė antrojo termodinamikos dėsnio formuluotė buvo tokia: "Spontaniniuose procesuose sistemose, turinčiose pastovią energiją, entropija visada didėja."

Fizinė entropijos padidėjimo prasmė susiveda į tai, kad izoliuota (su pastovia energija) sistema, susidedanti iš tam tikro dalelių rinkinio, linkusi pereiti į būseną su mažiausiai tvarkingu dalelių judėjimu. Tai paprasčiausia sistemos būsena arba termodinaminės pusiausvyros būsena, kai dalelių judėjimas yra chaotiškas. Maksimali entropija reiškia visišką termodinaminę pusiausvyrą, kuri prilygsta visiškam chaosui.

Bendras rezultatas gan liūdnas: negrįžtama energijos konversijos procesų kryptis izoliuotose sistemose anksčiau ar vėliau lems visų rūšių energijos pavertimą šilumine energija, kuri išsisklaidys, t.y. vidutiniškai bus tolygiai paskirstytas tarp visų sistemos elementų, o tai reikš termodinaminis balansas, arba visiškas chaosas. Jei mūsų Visata uždaryta, tada jos laukia toks nepavydėtinas likimas. Iš chaoso, kaip tvirtino senovės graikai, jis gimė, į chaosą, kaip siūlo klasikinė termodinamika, ir sugrįš.

Tiesa, kyla kuriozinis klausimas: jei Visata vystosi tik chaoso link, tai kaip ji galėtų atsirasti ir susitvarkyti į dabartinę sutvarkytą būseną? Tačiau klasikinė termodinamika šio klausimo neuždavė, nes ji susiformavo epochoje, kai apie Visatos nestacionarumą net nebuvo kalbama. Tuo metu vienintelis tylus priekaištas termodinamikai buvo Darvino evoliucijos teorija. Juk šios teorijos numanomas augalų ir gyvūnų pasaulio vystymosi procesas pasižymėjo nuolatiniu jo komplikavimu, organizacijos ir tvarkos aukščio augimu. Laukinė gamta kažkodėl siekė toli nuo termodinaminės pusiausvyros ir chaoso. Toks akivaizdus „nenuoseklumas“ negyvosios ir gyvosios gamtos raidos dėsniuose bent nustebino.

Šis netikėtumas daug kartų išaugo po stacionarios Visatos modelio pakeitimo besivystančios Visatos modeliu,

kurioje buvo aiškiai matoma vis didėjanti materialių objektų organizavimo komplikacija – nuo ​​elementariųjų ir subelementariųjų dalelių pirmosiomis akimirkomis po Didžiojo sprogimo iki šiuo metu stebimų žvaigždžių ir galaktikos sistemų. Galų gale, jei entropijos didinimo principas yra toks universalus, kaip gali atsirasti tokios sudėtingos struktūros? Jų nebegalima paaiškinti atsitiktiniais pusiausvyros Visatos „perturbacijomis“. Tapo aišku, kad norint išlaikyti bendro pasaulio vaizdo nuoseklumą, reikia postuluoti materijos buvimą apskritai ne tik destruktyvų, bet ir kūrybinį polinkį. Medžiaga gali veikti prieš termodinaminę pusiausvyrą, savarankiškai organizuoti ir kompleksuoti.

Pažymėtina, kad postulatas apie materijos gebėjimą savarankiškai vystytis į filosofiją buvo įvestas gana seniai. Bet jo poreikis fundamentaliems gamtos mokslams (fizikai, chemijai) pradedamas suvokti tik dabar. Po šių problemų, sinergija- saviorganizacijos teorija. Jo plėtra prasidėjo prieš kelis dešimtmečius, o šiuo metu plėtojama keliose srityse: sinergetikoje (G. Hakenas), nepusiausvyrinėje termodinamikoje (I. Prigožis) ir kt. Nesigilindami į šių sričių raidos detales ir atspalvius, mes apibūdins bendrą komplekso prasmę, kurią jie plėtoja idėjas, pavadindami jas sinergetinėmis (G. Hakeno terminas).

Pagrindinis pasaulėžiūros pokytis, kurį sukelia sinergija, gali būti išreikštas taip:

a) naikinimo ir kūrimo, degradacijos ir evoliucijos procesai Visatoje yra bent jau lygiaverčiai teisėmis;

b) kūrimo procesai (sudėtingumo ir tvarkingumo didėjimas) turi vieną algoritmą, nepriklausomai nuo sistemų, kuriose jie atliekami, pobūdžio.

Taigi sinergetika pretenduoja atrasti tam tikrą universalų mechanizmą, pagal kurį tiek gyvojoje, tiek negyvojoje gamtoje vyksta saviorganizacija. Savaime suprantama saviorganizacija spontaniškas atviros nepusiausvyros sistemos perėjimas nuo mažiau sudėtingesnių ir tvarkingesnių organizavimo formų. Iš to išplaukia, kad sinergijos objektu jokiu būdu negali būti jokia sistema.

mes, bet tik tie, kurie atitinka bent dvi sąlygas:

a) jie turi būti atviri, t.y. keistis medžiaga ar energija su aplinka;

b) jos taip pat turi būti iš esmės nepusiausvyros, t.y. būti toli nuo termodinaminės pusiausvyros.

Tačiau būtent tai yra dauguma mums žinomų sistemų. Klasikinės termodinamikos izoliuotos sistemos yra tam tikras idealizavimas, iš tikrųjų tokios sistemos yra išimtis, o ne taisyklė. Su visa Visata yra sunkiau - jei laikysime ją atvira sistema, kas gali būti jos išorinė aplinka? Šiuolaikinė fizika mano, kad vakuumas yra tokia terpė mūsų materialiai Visatai.

Taigi, sinergetika teigia, kad atvirų ir labai nesubalansuotų sistemų kūrimas vyksta didėjant sudėtingumui ir tvarkai. Tokios sistemos kūrimo cikle yra du etapai:

1. Sklandaus evoliucinio vystymosi laikotarpis su gerai nuspėjamais linijiniais pokyčiais, galiausiai atnešančiais sistemą į nestabilią kritinę būseną.

2. Iš karto, staigiai išeiti iš kritinės būsenos ir pereiti į naują stabilią būseną su didesniu sudėtingumo ir tvarkos laipsniu.

Svarbus bruožas: sistemos perėjimas į naują stabilią būseną yra dviprasmiškas. Pasiekusi kritinius parametrus, sistema iš stipraus nestabilumo būsenos tarsi „nukrenta“ į vieną iš daugelio jai galimų naujų stabilių būsenų. Šioje vietoje (tai vadinama bifurkacijos tašku) sistemos evoliucijos kelias tarsi išsišakoja ir kuri raidos šaka bus pasirinkta, nusprendžiama atsitiktinai! Tačiau „pasirinkus“ ir sistemai perėjus į kokybiškai naują stabilią būseną, kelio atgal nėra. Šis procesas yra negrįžtamas. Ir iš to, beje, išplaukia, kad tokių sistemų vystymasis iš esmės nenuspėjamas. Galima skaičiuoti sistemos raidos išsišakojimus, tačiau kuris iš jų bus pasirinktas atsitiktinai, vienareikšmiškai nuspėti negalima.

Populiariausias ir iliustratyvus didėjančio sudėtingumo struktūrų formavimo pavyzdys yra gerai ištirtas hidrodinamikos reiškinys, vadinamas Benardo ląstelėmis. Kaitinant skystį apvaliame arba stačiakampiame inde, tarp jo apatinio ir viršutinio sluoksnių susidaro tam tikras temperatūrų skirtumas (gradientas). Jei gradientas mažas, tada šilumos perdavimas vyksta mikroskopiniame lygyje ir nevyksta makroskopinis judėjimas. Tačiau kai jis pasiekia tam tikrą kritinę vertę, skystyje staiga (šokyje) atsiranda makroskopinis judėjimas, suformuojant aiškiai apibrėžtas struktūras cilindrinių ląstelių pavidalu. Iš viršaus toks makrotvarkingas atrodo kaip stabili ląstelių struktūra, panaši į korį.

Šis visiems gerai žinomas reiškinys statistinės mechanikos požiūriu yra visiškai neįtikėtinas. Juk tai rodo, kad Benardo ląstelių formavimosi momentu milijardai skysčių molekulių tarsi pagal komandą pradeda elgtis koordinuotai, koordinuotai, nors prieš tai buvo visiškai chaotiškame judėjime. Atrodo, kad kiekviena molekulė „žino“, ką daro visi kiti, ir nori judėti bendru dariniu. (Pats žodis „sinergetika“, beje, tiesiog reiškia „bendras veiksmas“.) Klasikiniai statistikos dėsniai čia akivaizdžiai neveikia, čia jau kitos tvarkos reiškinys. Juk net atsitiktinai susiformavus tokiai „teisingai“ ir stabiliai „bendradarbiaujančiai“ struktūrai, kas yra beveik neįtikėtina, ji iškart subyrėtų. Bet jis nesuyra išlaikant atitinkamas sąlygas (energijos įtekėjimą iš išorės), o stabiliai išsaugomas. Tai reiškia, kad tokių vis sudėtingesnių struktūrų atsiradimas yra ne atsitiktinumas, o modelis.

Panašu, kad panašių saviorganizacijos procesų paieškos kitose atvirų nepusiausvyros sistemų klasėse žada būti sėkmingos: lazerio veikimo mechanizmas, kristalų augimas, cheminis laikrodis (Belousovo-Žabotinskio reakcija), gyvas organizmas, populiacijos dinamika, rinkos ekonomika ir galiausiai, kurioje chaotiški milijonų laisvų individų veiksmai veda prie stabilių ir

sudėtingos makrostruktūros – visa tai yra labai skirtingo pobūdžio sistemų savaiminio organizavimo pavyzdžiai.

Sinerginė tokių reiškinių interpretacija atveria naujas jų tyrimo galimybes ir kryptis. Apibendrinta forma sinerginio požiūrio naujumas gali būti išreikštas šiomis pozicijomis:

Chaosas yra ne tik griaunantis, bet ir kūrybingas, konstruktyvus; vystymasis vykdomas per nestabilumą (chaotiškumą).

Linijinis sudėtingų sistemų evoliucijos pobūdis, prie kurio yra pripratęs klasikinis mokslas, nėra taisyklė, o greičiau išimtis; daugumos šių sistemų kūrimas yra nelinijinis. Ir tai reiškia, kad sudėtingoms sistemoms visada yra keli galimi evoliucijos būdai.

Plėtra vykdoma atsitiktinai pasirenkant vieną iš kelių leidžiamų tolesnio vystymosi galimybių bifurkacijos taškuose. Todėl atsitiktinumas nėra apgailėtinas nesusipratimas, jis yra integruotas į evoliucijos mechanizmą. Tai taip pat reiškia, kad dabartinis sistemos evoliucijos kelias negali būti geresnis už tuos, kurie buvo atmesti atsitiktinės atrankos būdu.

Sinergetika ateina iš fizinių disciplinų – termodinamikos, radiofizikos. Tačiau jos idėjos yra tarpdisciplininės. Jie sudaro pagrindą pasaulinei gamtos mokslų evoliucinei sintezei. Todėl sinergetika yra laikoma vienu iš svarbiausių šiuolaikinio mokslinio pasaulio paveikslo komponentų.

2.3.3. Bendrieji šiuolaikinio gamtos-mokslinio pasaulio paveikslo kontūrai

Pasaulis, kuriame gyvename, susideda iš daugialypių atvirų sistemų, kurių raida priklauso nuo tam tikrų bendrų modelių. Tuo pačiu metu ji turi savo ilgą istoriją, kuri paprastai žinoma šiuolaikiniam mokslui.

Štai svarbiausių šios istorijos įvykių chronologija 1:

20 milijardų metų atgal - Didysis sprogimas

Po 3 minučių – visatos materialaus pagrindo susidarymas (fotonai, neutrinai ir antineutrinai su vandenilio branduolių, helio ir elektronų priemaiša).

Po kelių šimtų - atomų (lengvųjų elementų) atsiradimas tūkstantis metų Draugas).

Prieš 19-17 milijardų metų – įvairaus mastelio struktūrų (galaktikų) susidarymas.

Prieš 15 milijardų metų – pirmosios kartos žvaigždžių atsiradimas, sunkiųjų elementų atomų susidarymas.

Prieš 5 milijardus metų – Saulės gimimas.

Prieš 4,6 milijardo metų – Žemės formavimasis.

Prieš 3,8 milijardo metų – gyvybės kilmė.

Prieš 450 milijonų metų – augalų atsiradimas.

Prieš 150 milijonų metų – žinduolių atsiradimas.

Prieš 2 milijonus metų – antropogenezės pradžia.

Pabrėžiame, kad šiuolaikinis mokslas žino ne tik „datas“, bet daugeliu atžvilgių pačius Visatos evoliucijos mechanizmus nuo Didžiojo sprogimo iki šių dienų. Tai fantastiškas rezultatas. Be to, didžiausi proveržiai į Visatos istorijos paslaptis buvo padaryti antroje mūsų amžiaus pusėje:

buvo pasiūlyta ir pagrįsta Didžiojo sprogimo koncepcija, sukonstruotas atomo kvarko modelis, nustatyti fundamentalių sąveikų tipai ir sukonstruotos pirmosios jų suvienodinimo teorijos ir kt. Pirmiausia atkreipiame dėmesį į fizikos ir kosmologijos sėkmę, nes būtent šie fundamentiniai mokslai formuoja bendruosius mokslinio pasaulio paveikslo kontūrus.

Šiuolaikinio gamtos mokslų nupieštas pasaulio vaizdas yra neįprastai sudėtingas ir tuo pat metu paprastas. Sunku, nes gali suklaidinti žmogų, kuris įpratęs prie susitarimo

1 Žiūrėti: Filosofija ir mokslo metodika. - M.: Aspect Press, 1996. - S. 290.

sveiko proto klasikinės mokslo idėjos. Laiko pradžios idėjos, kvantinių objektų korpuskulinės bangos dualizmas, vidinė vakuumo struktūra, galinti gaminti virtualias daleles – šios ir kitos panašios naujovės dabartiniam pasaulio paveikslui suteikia šiek tiek „beprotiško“ žvilgsnio. (Tačiau tai trumpalaikė: kažkada idėja, kad Žemė yra sferinė, taip pat atrodė visiškai „beprotiška“.)

Tačiau tuo pat metu šis paveikslas yra didingai paprastas, lieknas ir kai kur net elegantiškas. Šias savybes jai daugiausia suteikia pagrindiniai principai, kuriuos jau atsižvelgėme kuriant ir organizuojant šiuolaikines mokslo žinias:

nuoseklumas,

pasaulinis evoliucionizmas,

saviorganizacija,

Istoriškumas.

Šie mokslinio viso pasaulio paveikslo kūrimo principai atitinka pagrindinius pačios Gamtos egzistavimo ir vystymosi dėsnius.

Nuoseklumas Tai mokslo atgaminimas fakto, kad stebima Visata atrodo kaip didžiausia iš visų mums žinomų sistemų, susidedanti iš daugybės įvairių sudėtingumo ir tvarkos elementų (posistemių).

„Sistema“ paprastai suprantama kaip tam tikras tvarkingas tarpusavyje susijusių elementų rinkinys. Konsistencijos efektas pasireiškia naujų savybių atsiradimu vientisoje sistemoje, atsirandančioje dėl elementų sąveikos (pavyzdžiui, vandenilio ir deguonies atomai, sujungti į vandens molekulę, radikaliai pakeičia įprastas savybes). Kitas svarbus sistemos organizavimo bruožas yra hierarchija, pavaldumas – nuoseklus žemesnio lygio sistemų įtraukimas į vis aukštesnių lygių sistemas.

Sisteminis elementų jungimo būdas išreiškia esminę jų vienybę: dėl skirtingų lygių sistemų hierarchinio įtraukimo viena į kitą bet kuris bet kurios sistemos elementas yra susietas su visų galimų sistemų visais elementais. (Pavyzdžiui: žmogus – biosfera – planeta Žemė –

Saulės sistema – galaktika ir kt.) Būtent šį iš esmės vieningą charakterį mums parodo mus supantis pasaulis. Mokslinis pasaulio paveikslas ir jį kuriantis gamtos mokslas organizuojami vienodai. Visos jo dalys dabar yra glaudžiai tarpusavyje susijusios – dabar praktiškai nebėra „gryno“ mokslo, viskas persmelkta ir transformuota fizikos ir chemijos.

Pasaulinis evoliucionizmas- tai yra Visatos ir visų jos sukurtų mažesnio masto sistemų egzistavimo neįmanomumo pripažinimas be vystymosi, evoliucijos. Besivystanti Visatos prigimtis taip pat liudija esminę pasaulio vienybę, kurios kiekviena sudedamoji dalis yra istorinė pasaulinio evoliucijos proceso, prasidėjusio Didžiojo sprogimo, pasekmė.

saviorganizacija- tai stebimas materijos gebėjimas savaime komplikuotis ir evoliucijos eigoje kurti vis labiau tvarkingas struktūras. Materialių sistemų perėjimo į sudėtingesnę ir tvarkingesnę būseną mechanizmas yra panašus visų lygių sistemoms.

Šios pagrindinės šiuolaikinio gamtos mokslo pasaulio paveikslo ypatybės daugiausia nulemia jo bendruosius kontūrus, taip pat patį metodą, kaip įvairias mokslo žinias suskirstyti į kažką vientiso ir nuoseklaus.

Tačiau ji turi dar vieną savybę, kuri išskiria jį iš ankstesnių versijų. Jį sudaro atpažinimas istoriškumas, ir dėl to esminis neužbaigtumas realus ir bet koks kitas mokslinis pasaulio vaizdas. Tą, kuri egzistuoja dabar, sukuria ir ankstesnė istorija, ir specifiniai mūsų laikų sociokultūriniai bruožai. Visuomenės raida, jos vertybinių orientacijų kaita, unikalių gamtos sistemų, į kurias neatsiejama dalis įtraukiamas ir pats žmogus, svarbos suvokimas keičia tiek mokslinių tyrimų strategiją, tiek žmogaus požiūrį į pasaulį.

Tačiau visata taip pat vystosi. Žinoma, visuomenės ir Visatos vystymasis vyksta skirtingais tempais-ritmais. Tačiau dėl jų abipusio primetimo idėja sukurti galutinį, išsamų, visiškai tikrą mokslinį pasaulio vaizdą praktiškai neįgyvendinama.

Taigi, mes bandėme atkreipti dėmesį į kai kuriuos esminius šiuolaikinio gamtos-mokslinio pasaulio vaizdo bruožus. Tai tik bendras jos apybraižas, ją nubrėžus galima pereiti prie išsamesnės pažinties su specifinėmis konceptualiomis šiuolaikinio gamtos mokslo naujovėmis. Apie juos kalbėsime kituose skyriuose.

Peržiūrėkite klausimus

1. Kodėl mokslas atsiranda tik VI-IV a. pr. Kr ai, ne anksčiau? Kokie yra mokslo žinių bruožai?

2. Kokia falsifikavimo principo esmė? Kaip jis dirba?

3. Įvardykite teorinio ir empirinio mokslo žinių lygmenų atskyrimo kriterijus. Kokį vaidmenį mokslinėse žiniose atlieka kiekvienas iš šių lygių?

5. Kas yra paradigma?

6. Apibūdinkite XIX pabaigos – XX amžiaus pradžios gamtos mokslo revoliucijos turinį.

7. „Šį pasaulį gaubė gili tamsa. Tebūna šviesa! Ir čia ateina Niutonas. Tačiau šėtonas ilgai nelaukė keršto. Atėjo Einšteinas – ir viskas tapo kaip anksčiau. (S. Ya. Marshak)

Apie kokį mokslo žinių bruožą autorius ironizuoja?

8. Kokia globalaus evoliucionizmo principo esmė? Kaip tai pasireiškia?

9. Apibūdinkite pagrindines sinergijos idėjas. Kas yra sinergetinio požiūrio naujovė?

10. Įvardykite pagrindinius šiuolaikinio gamtos-mokslinio pasaulio paveikslo bruožus.

Literatūra

1. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. Sudėtingų sistemų evoliucijos ir saviorganizacijos dėsniai. - M.: Nauka, 1994 m.

2. Kuznecovas V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Gamtos mokslai. - M.: Agaras, 1996 m.

3. Kuhn T. Mokslo revoliucijų struktūra. - M.: Pažanga 1975 m.

4. Lakatos I. Mokslinių tyrimų programų metodika // Filosofijos klausimai. - 1995. - Nr.4.

5. Rovinsky R.E. Besivystanti Visata. - M., 1995 m.

6. Modernus mokslo filosofija. - M.: Logos, 1996 m.

7. Stepinas V. S., Gorokhovas V. G., Rozovas M. A. Mokslo ir technologijos filosofija. - M.: Gardarika, 1996 m.

8. Filosofija ir mokslo metodika. - M.: Aspect Press 1996 m.

_________________________________

7.3.5. Noosfera. V. I. Vernadskio mokymai apie noosferą

Didžiulis žmogaus poveikis gamtai ir plataus masto jo veiklos padariniai buvo kūrybos pagrindas

pamokymai apie noosfera. Terminas "noosfera" (gr. poo5-protas) verčiamas pažodžiui kaip proto sfera. Pirmą kartą jį į mokslinę apyvartą 1927 m. pristatė prancūzų mokslininkas E. Leroy. Kartu su Teilhardas de Chardinas jis laikė noosferą savotišku idealiu dariniu, nebiosferiniu minčių apvalkalu, supančiu Žemę.

Nemažai mokslininkų siūlo vietoj sąvokos „noosfera“ vartoti kitas sąvokas: „technosfera“, „antroposfera“, „psichosfera“, „sociosfera“ arba naudoti jas kaip sinonimus. Toks požiūris atrodo labai prieštaringas, nes yra tam tikras skirtumas tarp išvardytų sąvokų ir sąvokos „noosfera“.

Taip pat reikia pažymėti, kad noosferos doktrina dar neturi visiško kanoninio pobūdžio, kurį būtų galima laikyti tam tikru besąlygišku veiksmų vadovu. Noosferos doktrina buvo suformuluota ir vieno iš jos įkūrėjų V. I. Vernadskio darbuose. Jo darbuose galima rasti įvairių apibrėžimų ir idėjų apie noosferą, kuri, be to, keitėsi per visą mokslininko gyvenimą. Vernadskis šią koncepciją pradėjo kurti nuo 30-ųjų pradžios. detaliai išplėtojus biosferos doktriną. Suvokdamas milžinišką žmogaus vaidmenį ir svarbą planetos gyvenime ir transformacijoje, V. I. Vernadskis sąvoką „noosfera“ vartoja įvairiomis prasmėmis: 1) kaip planetos būseną, kai žmogus tampa didžiausia transformuojančia geologine jėga; 2) kaip aktyvios mokslinės minties pasireiškimo sritis; 3) kaip pagrindinis biosferos persitvarkymo ir kaitos veiksnys.

Labai svarbu V. I. Vernadskio mokymuose apie noosferą buvo tai, kad jis pirmiausia suvokė ir bandė susintetinti gamtos ir socialinių mokslų nagrinėjant globalios žmogaus veiklos problemas, aktyviai pertvarkant aplinką. Jo nuomone, noosfera jau yra kokybiškai kitokia, aukštesnė biosferos pakopa, susijusi su radikalia ne tik gamtos, bet ir paties žmogaus transformacija. Tai ne tik žmogaus žinių pritaikymo aukšto lygio technologijų sfera. Tam pakanka sąvokos „technosfera“. Kalbame apie tokį žmonijos gyvenimo tarpsnį, kai besikeičianti žmogaus veikla bus pagrįsta griežtai mokslišku ir tikrai pagrįstu visų vykstančių procesų supratimu ir būtinai bus derinama su „gamtos interesais“.

Šiuo metu pagal noosfera suprantama žmogaus ir gamtos sąveikos sfera, kurioje protinga žmogaus veikla tampa pagrindiniu vystymosi veiksniu. IN noosferos struktūra galima išskirti kaip žmonijos komponentus, socialines sistemas, mokslo žinių visumą, įrangos ir technologijų sumą vienybėje su biosfera.. Darnus visų struktūros komponentų ryšys yra tvaraus noosferos egzistavimo ir vystymosi pagrindas. .

Kalbėdami apie evoliucinę pasaulio raidą, jo perėjimą į noosferą, šios doktrinos kūrėjai skyrėsi supratdami šio proceso esmę. Teilhardas de Chardinas kalbėjo apie laipsnišką biosferos perėjimą į noosferą, t.y. „į proto sritį, kurios evoliucija pavaldi žmogaus protui ir valiai“, palaipsniui išlyginant žmogaus ir gamtos sunkumus.

V. I. Vernadskyje sutinkame kitokį požiūrį. Jo doktrinoje apie biosferą gyvoji medžiaga transformuoja viršutinį Žemės apvalkalą. Palaipsniui didėja žmogaus įsikišimas, žmonija tampa pagrindine planetos geologiją formuojančia jėga. Todėl (Vernadskio noosferos doktrinos šerdis) žmogus yra tiesiogiai atsakingas už planetos evoliuciją. Jo supratimas apie šią tezę taip pat būtinas jo paties išlikimui. Dėl vystymosi spontaniškumo biosfera taps netinkama gyventi. Šiuo atžvilgiu žmogus turėtų įvertinti savo poreikius pagal biosferos galimybes. Poveikis jai turi būti dozuojamas protu biosferos ir visuomenės evoliucijos eigoje. Palaipsniui biosfera virsta noosfera, kur jos vystymasis įgauna kontroliuojamą pobūdį.

Tai yra sudėtingas gamtos, biosferos evoliucijos pobūdis, taip pat noosferos atsiradimo sudėtingumas, lemiantis žmogaus vaidmenį ir vietą joje. V. I. Vernadskis ne kartą pabrėžė, kad žmonija tik įžengia į šią būseną. Ir šiandien, praėjus keliems dešimtmečiams po mokslininko mirties, kalbėti apie stabilią protingą žmogaus veiklą (tai yra, kad jau pasiekėme noosferos būseną) nėra pakankamo pagrindo. Ir taip bus bent jau tol, kol žmonija išspręs globalias planetos problemas, įskaitant aplinkosaugos. Daugiau apie noosferą

kalbėti apie idealą, kurio žmogus turėtų siekti.

7.4. Kosmoso ir laukinės gamtos santykis

Dėl visko, kas egzistuoja, tarpusavio ryšio, kosmosas turi aktyvią įtaką įvairiausiems gyvybės procesams Žemėje.

VI Vernadskis, kalbėdamas apie veiksnius, turinčius įtakos biosferos vystymuisi, be kita ko, atkreipė dėmesį į kosminę įtaką. Taigi jis pabrėžė, kad be kosminių kūnų, ypač be Saulės, gyvybė Žemėje negalėtų egzistuoti. Gyvi organizmai paverčia kosminę spinduliuotę į žemės energiją (šilumą, elektrinę, cheminę, mechaninę) tokiu mastu, kuris lemia biosferos egzistavimą.

Švedų mokslininkas atkreipė dėmesį į reikšmingą kosmoso vaidmenį gyvybės atsiradimui Žemėje. Nobelio premijos laureatas S. Arrhenius. Jo nuomone, gyvybės atnešimas į Žemę iš kosmoso buvo įmanomas bakterijų pavidalu dėl kosminių dulkių ir energijos. V. I. Vernadskis neatmetė gyvybės atsiradimo Žemėje galimybės iš kosmoso.

Kosmoso įtaką Žemėje vykstantiems procesams (pavyzdžiui, Mėnulis potvyniams, saulės užtemimams) žmonės pastebėjo senovėje. Tačiau ilgus šimtmečius kosmoso ir Žemės ryšys dažniau buvo suprantamas mokslinių hipotezių ir spėjimų lygmenyje ar net už mokslo rėmų ribų. Tai daugiausia lėmė ribotos žmogaus galimybės, mokslinė bazė ir turimos priemonės. IN XX Per šimtmečius žinių apie kosmoso įtaką Žemei gerokai padaugėjo. Ir tai yra Rusijos mokslininkų, pirmiausia atstovų, nuopelnas Rusų kosmizmas - A. L. Čiževskis, K. E. Ciolkovskis, L. N. Gumiliovas, V. I. Vernadskis ir kt.

A. L. Čiževskiui įvairiais būdais pavyko suprasti, įvertinti ir nustatyti kosmoso, o visų pirma Saulės, įtakos žemiškajai gyvybei ir jo apraiškoms mastą. Tai iškalbingai liudija jo kūrinių pavadinimai: „Fiziniai istorinio proceso veiksniai“, „Saulės audrų žemės aidas“ ir kt.

Mokslininkai jau seniai atkreipė dėmesį į saulės aktyvumo apraiškas (dėmes, deglus jos paviršiuje, iškilimus). Ši veikla, savo ruožtu, buvo susijusi su elektromagnetiniais ir kitais pasaulio erdvės svyravimais. A. L. Chiževskis, atlikęs daugybę mokslinių astronomijos, biologijos ir istorijos tyrimų, priėjo prie išvados, kad Saulė ir jos veikla daro labai didelę įtaką biologiniams ir socialiniams procesams Žemėje („Fiziniai istorinio proceso veiksniai“).

1915 metais 18-metis A.L.Chiževskis, atsidavęs astronomijos, chemijos ir fizikos studijas, atkreipė dėmesį į saulės dėmių formavimosi sinchroniškumą ir tuo pat metu intensyvėjantį karo veiksmus Pirmojo pasaulinio karo frontuose. Sukaupta ir apibendrinta statistinė medžiaga leido padaryti šį tyrimą mokslišką ir įtikinamą.

Jo koncepcijos, paremtos turtinga faktine medžiaga, prasmė buvo įrodyti kosminių ritmų egzistavimą ir biologinio bei socialinio gyvenimo Žemėje priklausomybę nuo kosmoso pulso. K. E. Ciolkovskis kolegos darbą įvertino taip: „Jaunasis mokslininkas bando atrasti funkcinį ryšį tarp žmonijos elgsenos ir Saulės aktyvumo svyravimų, o skaičiavimais nustatyti šių pokyčių ritmą, ciklus ir periodus. ir svyravimai, taip sukuriant naują žmogaus žinių sferą. Visus šiuos plačius apibendrinimus ir drąsias mintis Čiževskis išsako pirmą kartą, o tai suteikia jiems didelę vertę ir kelia susidomėjimą. Šis darbas yra įvairių mokslų susiliejimo pavyzdys monistiniu fizinės ir matematinės analizės pagrindu“ 1 .

Tik po daugelio metų A. L. Čiževskio išsakytos mintys ir išvados apie Saulės įtaką žemiškiems procesams pasitvirtino praktiškai. Daugybė stebėjimų parodė neabejotiną masinių neuropsichiatrinių ir širdies ir kraujagyslių ligų protrūkių priklausomybę žmonėms periodiškais saulės aktyvumo ciklais. Vadinamųjų „blogų dienų“ sveikatai prognozės šiais laikais yra įprasta.

Įdomi Čiževskio mintis, kad Saulės magnetiniai trikdžiai dėl Kosmoso vienybės gali rimtai paveikti valstybių vadovų sveikatos problemą. Juk daugumos šalių vyriausybių vadovais yra vidutinio amžiaus žmonės. Žemėje ir kosmose vykstantys ritmai, be abejo, turi įtakos jų sveikatai ir savijautai. Tai ypač pavojinga totalitarinių, diktatoriškų režimų sąlygomis. Ir jei valstybės galva yra amoralūs ar psichikos negalią turintys asmenys, tada jų patologinės reakcijos į kosminius sutrikimus gali sukelti nenuspėjamų ir tragiškų pasekmių tiek jų šalių žmonėms, tiek visai žmonijai tokiomis sąlygomis, kai daugelis šalių turi galingų ginklų. sunaikinimas.

Ypatingą vietą užima Čiževskio teiginys, kad Saulė reikšmingai veikia ne tik biologinius, bet ir socialinius procesus Žemėje. Socialinius konfliktus (karus, riaušes, revoliucijas), anot A. L. Čiževskio, daugiausia lemia mūsų šviesuolio elgesys ir veikla. Jo skaičiavimais, per minimalų saulės aktyvumą visuomenėje masinių aktyvių socialinių apraiškų minimumas (apie 5%). Saulės aktyvumo piko metu jų skaičius siekia 60 proc.

Daugelis A. L. Chiževskio idėjų rado savo pritaikymą kosmoso ir biologijos mokslų srityje. Jie patvirtina neatskiriamą žmogaus ir kosmoso vienybę, nurodo glaudžią jų tarpusavio įtaką.

Labai originalios buvo pirmojo rusų kosmizmo atstovo kosminės idėjos N. F. Fedorova. Daug vilčių dėjo į tolesnę mokslo raidą. Būtent ji, pasak N. F. Fedorovo, padės žmogui pratęsti gyvenimą, o ateityje pavers jį nemirtingu. Žmonių persikėlimas į kitas planetas dėl didelio susikaupimo taps būtina realybe. Erdvė Fedorovui yra aktyvi žmogaus veiklos sritis. XIX amžiaus viduryje. jis pasiūlė savo versiją apie žmonių judėjimą kosmose. Anot mąstytojo, tam reikės įvaldyti Žemės rutulio elektromagnetinę energiją, kuri leis reguliuoti jo judėjimą pasaulio erdvėje ir paversti Žemę erdvėlaiviu („žemės marsaeigiu“) skrydžiams į kosmosą. IN

K. E. Ciolkovskis. Jam taip pat priklauso nemažai originalių filosofinių idėjų. Gyvenimas, pasak Ciolkovskio, yra amžinas. „Po kiekvienos mirties nutinka tas pats – išsibarstymas... Mes visada gyvenome ir gyvensime, bet kiekvieną kartą vis nauju pavidalu ir, žinoma, neatsimindami praeities... Dalis materijos yra pavaldi nesuskaičiuojama daugybė gyvenimų, nors ir atskirtų didžiuliais laiko tarpais...“ 1 . Tuo mąstytojas labai artimas induistų mokymams apie sielų persikėlimą, taip pat Demokritui.

1 Tsiolkovskis K.E.

Taip Ciolkovskis įsivaizduoja „humanitarinės pagalbos“ technologiją. „Tobulas pasaulis“ rūpinasi viskuo. Kitose, žemesnio vystymosi planetose, jis palaikomas ir skatinamas „tik gerieji“. „Kiekvienas nukrypimas link blogio ar kančios yra kruopščiai ištaisomas. Kurlink? Taip, atrankos būdu: blogi, arba tie, kurie nukrypsta link blogųjų, lieka be palikuonių... Tobulųjų jėga skverbiasi į visas planetas, visas įmanomas gyvenimo vietas ir visur. Šiose vietose gyvena jų pačių subrendusios rūšys. Ar tai ne kaip sodininkas, kuris sunaikina visus netinkamus savo žemėje augalus ir palieka tik geriausias daržoves! Jei įsikišimas nepadeda, ir nieko, išskyrus kančią, nenumatoma, tai neskausmingai sunaikinamas visas gyvasis pasaulis...“ 1 .

\ Ciolkovskis K.E. dekretas. op. - S. 378-379.

Ateityje, pagal Fiodorovo planus, žmogus sujungs visus pasaulius ir taps „planetų inžinieriumi“. Tai ypač aiškiai parodys žmogaus ir kosmoso vienybę.

N. F. Fiodorovo idėjas apie žmonių perkėlimą į kitas planetas sukūrė puikus mokslininkas raketų mokslo srityje K. E. Ciolkovskis. Jam taip pat priklauso nemažai originalių filosofinių idėjų. Gyvenimas, pasak Ciolkovskio, yra amžinas. „Po kiekvienos mirties nutinka tas pats – išsibarstymas... Mes visada gyvenome ir gyvensime, bet kiekvieną kartą vis nauju pavidalu ir, žinoma, neatsimindami praeities... Dalis materijos yra pavaldi nesuskaičiuojama daugybė gyvenimų, nors ir atskirtų didžiuliais laiko tarpais...“ 1 . Tuo mąstytojas labai artimas induistų mokymams apie sielų persikėlimą, taip pat Demokritui.

Remdamasis iš esmės dialektine visuotinio gyvenimo, visur ir visada egzistuojančio per judančius ir amžinai gyvus atomus, idėja, Ciolkovskis bandė sukurti vientisą „kosminės filosofijos“ sistemą.

Mokslininkas manė, kad gyvybė ir intelektas Žemėje nėra vieninteliai visatoje. Tiesa, kaip įrodymą jis naudojo tik tvirtinimą, kad Visata yra neribota, ir manė, kad to visiškai pakanka. Priešingu atveju „kokia būtų Visatos prasmė, jei ji nebūtų užpildyta organišku, protingu, jausmingu pasauliu? Remdamasis lyginamuoju Žemės jaunyste, jis daro išvadą, kad kitose „senesnėse planetose“ gyvybė yra daug tobulesnė 2 . Be to, jis aktyviai veikia kitus gyvenimo lygius, įskaitant žemiškąjį.

Savo filosofinėje etikoje Ciolkovskis yra grynai racionalistas ir nuoseklus. Pakeldamas nuolatinio materijos tobulinimo idėją iki absoliučios, Ciolkovskis šį procesą mato taip. Išorinėje erdvėje, kuri neturi ribų, gyvena įvairaus išsivystymo lygio protingos būtybės. Yra planetų, kurios pagal intelekto ir galios išsivystymą pasiekė aukščiausią lygį ir lenkia kitas. Šios „tobulos“ planetos, išgyvenusios visas evoliucijos kančias ir žinodamos savo liūdną praeitį ir praeities netobulumą,

" Tsiolkovskis K.E. Svajonės apie žemę ir dangų. - Tula: apytiksliai. knyga. leidykla, 1986. -S. 380-381.

2 Ciolkovskis K.E. dekretas. op. - S. 378-379.

moralinė teisė reguliuoti gyvenimą kitose, kol kas primityviose planetose, išgelbėti jų gyventojus nuo vystymosi kančių.

Taip Ciolkovskis įsivaizduoja „humanitarinės pagalbos“ technologiją. „Tobulas pasaulis“ rūpinasi viskuo. Kitose, žemesnio vystymosi planetose juos„tik gėris“ palaikomas ir skatinamas. „Kiekvienas nukrypimas link blogio ar kančios yra kruopščiai ištaisomas. Kurlink? Taip, atrankos būdu: blogi, arba tie, kurie nukrypsta link blogųjų, lieka be palikuonių... Tobulųjų jėga skverbiasi į visas planetas, visas įmanomas gyvenimo vietas ir visur. Šiose vietose gyvena jų pačių subrendusios rūšys. Ar tai ne kaip sodininkas, kuris sunaikina visus netinkamus savo žemėje augalus ir palieka tik geriausias daržoves! Jei įsikišimas nepadeda, ir nieko, išskyrus kančią, nenumatoma, tai neskausmingai sunaikinamas visas gyvasis pasaulis...“ 1 .

K. E. Ciolkovskis giliausiai iš savo amžininkų studijavo ir apėmė filosofinės kosmoso tyrinėjimo problemos. Jis tikėjo, kad Žemė Visatoje turi ypatingą vaidmenį. Žemė reiškia vėlesnes planetas, „perspektyvias“. Tik nedaugeliui tokių planetų, įskaitant Žemę, bus suteikta teisė į savarankišką vystymąsi ir kankinimus.

Evoliucijos eigoje, laikui bėgant, susiformuos visų protingų aukštesnių kosmoso būtybių sąjunga. Pirmiausia - artimiausių saulių gyvenančių sąjungos pavidalu, paskui - sąjungų sąjunga ir taip toliau, ad infinitum, nes pati Visata yra begalinė.

Moralinė, kosminė Žemės užduotis – prisidėti prie kosmoso tobulinimo. Savo aukštą misiją gerinti pasaulį žemiečiai gali pateisinti tik palikdami Žemę ir išeidami į kosmosą. Todėl Ciolkovskis savo asmeninę užduotį laiko padėti žemiečiams organizuoti persikėlimą į kitas planetas ir jų įsikūrimą visoje visatoje. Jis pabrėžė, kad jo kosminės filosofijos esmė yra „migracija iš Žemės ir Kosmoso įsikūrimas“. Štai kodėl raketos išradimas Ciolkovskiui jokiu būdu nebuvo savitikslis (kaip kai kurie tiki, matydami jame tik raketų mokslininką), o būdas prasiskverbti į kosmoso gelmes.

1 Tsiolkovskis K.E. dekretas. op. - S. 378-379.

Mokslininkas manė, kad daugybė milijonų metų palaipsniui gerina žmogaus prigimtį ir jo socialinę organizaciją. Evoliucijos eigoje žmogaus organizmas patirs didelių pokyčių, kurie iš esmės pavers žmogų racionaliu „gyvūnu-augalu“, dirbtinai apdorojančiu saulės energiją. Taip bus pasiekta visa jo valia ir nepriklausomybė nuo aplinkos. Galų gale žmonija galės išnaudoti visą aplinkinę erdvę ir saulės energiją. Ir laikui bėgant sausumos gyventojai apsigyvens visoje Saulės erdvėje.

K. E. Ciolkovskio idėjos apie įvairių erdvės pasaulių vienybę, jos nuolatinį tobulėjimą, įskaitant patį žmogų, apie žmonijos išėjimą į erdvę turi svarbią filosofinę ir humanistinę prasmę.

Šiandien jau iškyla praktinės žmogaus įtakos erdvei problemos. Taigi, vykdant reguliarius skrydžius į kosmosą, yra galimybė netyčia į kosmosą, ypač į kitas planetas, patekti gyvų organizmų. Nemažai antžeminių bakterijų ilgą laiką gali atlaikyti ekstremaliausias temperatūras, radiaciją ir kitas egzistavimo sąlygas. Kai kurių vienaląsčių organizmų rūšių egzistavimo temperatūros amplitudė siekia 600 laipsnių. Neįmanoma nuspėti, kaip jie elgsis kitokioje nežemiškoje aplinkoje.

Šiuo metu žmonės pradeda aktyviai naudoti erdvę sprendžiant specifines technologines problemas, nesvarbu, ar tai būtų retų kristalų auginimas, suvirinimas ar kiti darbai. O kosminiai palydovai jau seniai pripažinti kaip įvairios informacijos rinkimo ir perdavimo priemonė.

7.5. Sistemos prieštaravimai: gamta-biosfera-žmogus

Gamtos ir visuomenės santykiai negali būti nagrinėjami už prieštaravimų, kurie neišvengiamai kyla ir egzistuoja tarp jų. Žmogaus ir gamtos sambūvio istorija yra dviejų tendencijų vienovė.

Pirma, vystantis visuomenei ir jos gamybinėms jėgoms, nuolat ir sparčiai plečiasi žmogaus viešpatavimas gamtoje. Šiandien tai pasireiškia jau planetos mastu. Antra, žmogaus ir gamtos prieštaravimai ir disharmonija nuolat gilėja.

Gamta, nepaisant nesuskaičiuojamos jos sudedamųjų dalių įvairovės, yra viena visuma. Štai kodėl žmogaus įtaka atskiroms išoriškai paklusnios ir taikios prigimties dalims turi įtakos, be to, nepriklausomai nuo žmonių valios, ir kitiems jos komponentams. Reakcijos rezultatai dažnai būna nenuspėjami ir sunkiai nuspėjami. Žmogus aria žemę, padėdamas augti jam naudingiems augalams, tačiau dėl žemdirbystės klaidų nuplaunamas derlingasis sluoksnis. Miško kirtimas dirbamose žemėse netenka dirvožemio drėgmės, todėl laukai greitai tampa nederlingi. Plėšrūnų naikinimas mažina žolėdžių gyvūnų atsparumą ir pablogina jų genofondą. Tokį vietinės žmogaus įtakos ir gamtos reakcijos „juodąjį sąrašą“ galima tęsti be galo.

Žmogaus nepaisymas vientisos dialektinės gamtos prigimties sukelia neigiamų pasekmių tiek jai, tiek visuomenei. F. Engelsas apie tai kažkada toliaregiškai rašė: „Tačiau per daug neapsigaukite savo pergalių prieš gamtą. Už kiekvieną tokią pergalę ji mums keršija. Kiekviena iš šių pergalių, tiesa, visų pirma turi pasekmes, kurių tikėjomės, bet antra ir trečia – visiškai kitokias, nenumatytas pasekmes, kurios labai dažnai sunaikina pirmosios pasekmes.

Bendrojo kultūros lygio spragos, žmonių kartos ignoruojant gyvojo pasaulio modelius ir ypatybes, deja, ir šiandien yra liūdna realybė. Kartūs įrodymai, kaip atkakliai žmonija nenori mokytis iš savo klaidų, gali būti upės, kurios po miškų kirtimo tapo seklios, druskingos dėl neraštingo drėkinimo ir tapo netinkamos žemės ūkiui, sausos jūros (Aralo jūra) ir kt.

Neigiamas dalykas tiek gamtai, tiek visuomenei yra be ceremonijų žmogaus kišimasis į aplinką.

1 Marksas K., Engelsas F. op. T. 20. - S. 495.

aplinkosauga šiandien, nes jos pasekmės dėl aukšto gamybinių jėgų išsivystymo lygio dažnai yra pasaulinio pobūdžio ir sukelia pasaulines aplinkosaugos problemas.

Terminas „ekologija“, pirmą kartą pavartotas vokiečių biologo E. Haeckel 1866 m., reiškia mokslą apie gyvų organizmų santykį su aplinka. Mokslininkas tikėjo, kad naujasis mokslas nagrinės tik gyvūnų ir augalų santykį su aplinka. Tačiau šiandien kalbėdami apie ekologijos problemas (šis terminas tvirtai įėjo į mūsų gyvenimą XX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje), iš tikrųjų turime omenyje socialinė ekologija -mokslas, tiriantis visuomenės ir aplinkos sąveikos problemas.

Šiandien ekologinę situaciją pasaulyje galima apibūdinti kaip artimą kritinei. Pirmoji JT aplinkos konferencija 1972 m. oficialiai paskelbė, kad Žemėje yra pasaulinė visos biosferos ekologinė krizė. Šiandien nebėra vietinių (regioninių), bet globalus(visame pasaulyje) ekologinės problemos:

tūkstančiai augalų ir gyvūnų rūšių buvo sunaikinta ir toliau naikinama; miškingumas iš esmės sunaikintas; turimos naudingųjų iškasenų atsargos sparčiai mažėja; pasaulio vandenynas ne tik išsenka dėl gyvų organizmų naikinimo, bet ir nustoja būti natūralių procesų reguliatorius; atmosfera daug kur užteršta iki didžiausių leistinų normų, pritrūksta švaraus oro; Žemėje praktiškai nėra nė vieno kvadratinio metro paviršiaus, kuriame nebūtų žmogaus dirbtinai sukurtų elementų.

Prasidėjus skrydžiams į kosmosą, ekologijos problemos persikėlė į atvirą kosmosą. Kosmose kaupiasi nepanaudotos žmonių kosminės veiklos atliekos, kurios taip pat tampa vis opesne problema. Netgi Mėnulyje amerikiečių astronautai aptiko daugybę dirbtinių Žemės palydovų fragmentų ir liekanų, kuriuos vienu metu ten siuntė žmonija. Šiandien jau galime kalbėti apie kosmoso ekologijos problemą.Neišspręstas klausimas dėl skrydžių į kosmosą įtakos ozono skylių atsiradimui Žemės atmosferoje.

Iškilo dar viena anksčiau nežinoma problema – ekologija ir žmonių sveikata. Atmosferos, hidrosferos ir dirvožemio tarša

paskatino žmonių ligų augimą ir struktūros pokyčius. Atsiranda naujų civilizacijos atneštų ligų: alerginių, radiacinių, toksinių. Yra genetinių pokyčių organizme. Dėl itin nepalankios aplinkosauginės situacijos didžiuosiuose pramonės miestuose daug kartų išaugo viršutinių kvėpavimo takų ligų skaičius. Itin aukštas gyvenimo ritmas ir informacijos perteklius lėmė, kad širdies ir kraujagyslių, neuropsichinių, onkologinių ligų kreivė smarkiai pašoko aukštyn.

Visiškai akivaizdu, kad vartotojiškas žmogaus požiūris į gamtą yra žalingas tik kaip tam tikro turto ir naudos gavimo objektas. Žmonijai šiandien gyvybiškai svarbu pakeisti požiūrį į gamtą ir galiausiai į save patį.

Kas yra aplinkos problemų sprendimo būdai^. Pirmiausia nuo vartotojiško, technokratiško požiūrio į gamtą reikia pereiti prie ieškojimo harmonija su ja. Tam visų pirma reikia keleto tikslinių priemonių žalinimo gamyba: aplinkai nekenksmingų technologijų ir pramonės šakų naudojimas, privaloma naujų projektų aplinkosaugos peržiūra, idealiu atveju – beatliekių uždaro ciklo technologijų, nekenksmingų gamtai ir žmonių sveikatai, kūrimas. Reikalinga negailestinga, griežta maisto produktų gamybos kontrolė, kuri jau vykdoma daugelyje civilizuotų šalių.

Be to, norint išlaikyti dinamišką gamtos ir žmogaus pusiausvyrą, reikia nuolat rūpintis. Žmogus turi ne tik imti iš gamtos, bet ir jai duoti (sodinti miškus, auginti žuvis, tvarkyti nacionalinius parkus, draustinius ir pan.).

Tačiau išvardintos ir kitos priemonės gali duoti apčiuopiamą efektą tik sujungus visų šalių pastangas tausojant gamtą. Pirmą kartą tokia tarptautinė asociacija buvo pabandyta mūsų amžiaus pradžioje. 1913 m. lapkritį Šveicarijoje įvyko pirmoji tarptautinė gamtosaugos konferencija, kurioje dalyvavo 18 didžiausių pasaulio valstybių atstovai. Šiandien tarpvalstybinės bendradarbiavimo formos pasiekia kokybiškai naują lygį. Rengiamos tarptautinės aplinkos apsaugos koncepcijos

gyvenamoji aplinka, vykdomi įvairūs bendri vystymai ir programos. Aktyvi „žaliųjų“ (visuomeninės aplinkos apsaugos organizacijos – „Greenpeace“) veikla. „Green Cross Green Crescent Environmental International“ šiuo metu kuria programą, skirtą „ozono skylių“ problemai Žemės atmosferoje spręsti. Tačiau reikia pripažinti, kad dėl labai skirtingų pasaulio valstybių socialinio-politinio išsivystymo lygių tarptautinis bendradarbiavimas aplinkosaugos srityje dar labai toli nuo norimo ir reikalingo lygio.

Kita priemonė, skirta žmogaus ir gamtos santykiams gerinti, yra pagrįstas savęs apribojimas išleidžiant gamtos išteklius, ypač energijos šaltinius, kurie yra nepaprastai svarbūs žmonijos gyvenimui. Tarptautinių ekspertų skaičiavimai rodo, kad, remiantis dabartiniu vartojimo lygiu, anglies atsargų užteks 430 metų, naftos – 35, gamtinių dujų – 50. Laikotarpis, ypač kalbant apie naftos atsargas, nėra toks ilgas. . Atsižvelgiant į tai, reikalingi pagrįsti struktūriniai pasaulio energijos balanso pokyčiai, siekiant išplėsti branduolinės energijos naudojimą, taip pat ieškoti naujų, efektyvių, saugių ir aplinkai nekenksmingų energijos šaltinių.

Kita svarbi aplinkosaugos problemos sprendimo kryptis – formavimasis visuomenėje ekologinė sąmonė, gamtos supratimas kaip kita būtybė, kurios negalima valdyti nepakenkdamas sau. Ekologinis švietimas ir auklėjimas visuomenėje turėtų būti perkeliami į valstybinį lygmenį ir vykdomi nuo ankstyvos vaikystės.

Labai sunkiai, darydama skaudžių klaidų, žmonija pamažu vis labiau suvokia būtinybę nuo vartotojiško požiūrio į gamtą pereiti prie harmonijos su ja.

Peržiūrėkite klausimus

1. Kuo skiriasi sąvokos: „gyva medžiaga“, „biosfera“, „biocenozė“, „biogeocenozė“?

2. Koks yra biosferos evoliucijos ir vystymosi pobūdis? Kokia yra V. I. Vernadskio mokymų apie biosferą ir noosferą esmė?

3. Kokia yra geografinio determinizmo sąvokų esmė? Kas juose racionalu, o kas perdėta?

4. Koks ryšys tarp sąvokų: „gamta“, „geografinė aplinka“, „aplinka“?

5. Kas yra technosfera? Koks jo vaidmuo biosferos evoliucijoje?

6. Kokia abipusė erdvės ir Žemės įtaka? Kokią savybę šiuose santykiuose pastebėjo rusiškojo kosmizmo atstovai?

7. Koks yra žmogaus ir gamtos santykių nenuoseklumas?

> Antrasis termodinamikos dėsnis

Formuluotė antrasis termodinamikos dėsnis paprastais žodžiais: šilumos perdavimo procesas, entropija ir temperatūra, ryšys su pirmuoju termodinamikos dėsniu, formulė.

Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį šilumos perdavimas vyksta spontaniškai iš aukštesnės į žemesnę temperatūrą.

Mokymosi užduotis

• Palyginkite pirmojo ir antrojo termodinamikos dėsnių negrįžtamumą.

Pagrindiniai klausimai

• Daugelis pirmajame įstatyme pripažintų reiškinių realybėje nevyksta.
• Dauguma procesų vyksta spontaniškai viena kryptimi. Antrasis dėsnis yra susijęs su kryptimi.
• Jokiu būdu negalima pernešti šilumos iš šalto į šiltą kūną.

Sąlygos

• Entropija yra vienodo energijos pasiskirstymo visoje sistemoje matas.
• Pirmasis termodinamikos dėsnis yra energijos išsaugojimas termodinaminėse sistemose (ΔU = Q - W).

negrįžtamumas

Panagrinėkime antrojo termodinamikos dėsnio formulavimą paprastais žodžiais. Antrasis termodinamikos dėsnis siejamas su spontaniškais procesais susijusia kryptimi. Dauguma jų atsiranda spontaniškai ir išskirtinai viena kryptimi (jie yra negrįžtami). Negrįžtamumas dažnai randamas kasdieniame gyvenime (sulaužyta vaza). Toks procesas priklauso nuo kelio. Jei jis eina tik viena kryptimi, negalite visko grąžinti atgal.

Pavyzdžiui, šilumos perdavimas vyksta iš karštesnio kūno į vėsesnį. Šaltas kūnas, besiliečiantis su karštu, niekada nesumažins savo temperatūros. Be to, kinetinė energija gali tapti šilumine energija, bet ne atvirkščiai. Tai taip pat galima pamatyti pavyzdyje, kaip išsiplėtimas į vakuuminės kameros kampą įleidžiamas dujų pūtimas. Dujos plečiasi, bandydamos užpildyti erdvę, tačiau jos niekada neliks išskirtinai kampe.

(a) – Šilumos perdavimas vyksta spontaniškai iš karšto į vėsų, o ne atvirkščiai. (b) - Mašinos stabdžiai kinetinę energiją paverčia šilumos perdavimu. (c) – Dujų blyksnis, paleistas į vakuuminę kamerą, greitai plečiasi ir tolygiai užpildo visą erdvę. Atsitiktinai judančios molekulės niekada neprivers jo susikaupti viename kampe.

Antrasis termodinamikos dėsnis

Jei yra procesų, kurių negalima pakeisti, tai yra įstatymas, kuris tai draudžia. Įdomu tai, kad pirmasis įstatymas tai leidžia, tačiau joks procesas nepažeidžia energijos taupymo. Pagrindinis įstatymas yra antrasis. Tai atskleidžia gamtos sampratą, o kai kurie teiginiai dramatiškai paveikia daugelį svarbių klausimų.

Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį šilumos perdavimas iš aukštesnės temperatūros kūnų į žemesnes vyksta savaime. Bet niekada atvirkščiai.

Įstatyme taip pat nurodyta, kad joks procesas negali baigtis šilumos perdavimu iš šalto kūno į karštą.

« Fizika – 10 klasė

Ar pirmasis termodinamikos dėsnis leidžia spontaniškai perduoti šilumą iš mažiau įkaitusio kūno į karštesnį?
Ar tokie procesai vyksta gamtoje?

Jau pažymėjome, kad pirmasis termodinamikos dėsnis yra ypatingas energijos tvermės dėsnio atvejis.

Energijos tvermės dėsnis teigia, kad energijos kiekis bet kurioje jos transformacijoje išlieka nepakitęs. Tuo tarpu daugelis energijos tvermės dėsnio požiūriu gana leistinų procesų realybėje nevyksta.

Pavyzdžiui, pirmojo termodinamikos dėsnio požiūriu izoliuotoje sistemoje, šilumos perkėlimas iš mažiau įkaitinto kūno į karštesnį yra įmanomas, jei karšto kūno gaunamas šilumos kiekis yra tiksliai lygus kiekiui. šalto kūno skleidžiamos šilumos. Kartu mūsų patirtis rodo, kad tai neįmanoma.

Pirmasis termodinamikos dėsnis nenurodo procesų krypties.

Antrasis termodinamikos dėsnis.

Antrasis termodinamikos dėsnis nurodo galimų energijos virsmų kryptį, tai yra procesų kryptį, ir tuo išreiškia procesų gamtoje negrįžtamumą. Šis dėsnis buvo nustatytas tiesiogiai apibendrinus eksperimentinius faktus.

Yra keletas antrojo dėsnio formuluočių, kurios, nepaisant išorinių skirtumų, išreiškia iš esmės tą patį, todėl yra lygiavertės.

Vokiečių mokslininkas R. Klausius (1822-1888) šį dėsnį suformulavo taip:

Neįmanoma perduoti šilumos iš šaltesnės sistemos į karštesnę, jei abiejose sistemose ar aplinkiniuose kūnuose nevyksta kiti vienu metu vykstantys pokyčiai.

Čia konstatuojamas eksperimentinis tam tikros šilumos perdavimo krypties faktas: šiluma visada savaime pereina iš karštų kūnų į šaltus. Tiesa, šaldymo įrenginiuose šiluma perduodama iš šalto kūno į šiltesnį, tačiau šis perdavimas yra susijęs su kitais aplinkinių kūnų pokyčiais: vėsinimas pasiekiamas darbu.

Šio dėsnio svarba ta, kad remiantis juo galima daryti išvadą, kad ne tik šilumos perdavimo procesas yra negrįžtamas, bet ir kiti gamtoje vykstantys procesai.

Apsvarstykite pavyzdį. Švytuoklės svyravimai, paimti iš pusiausvyros padėties, blėsta (13.12 pav.) 1, 2, 3, 4 - viena po kitos einančios švytuoklės padėtys maksimaliai nukrypstant nuo pusiausvyros padėties). Dėl trinties jėgų darbo mažėja švytuoklės mechaninė energija, šiek tiek padidėja švytuoklės ir aplinkinio oro temperatūra (taigi ir jų vidinė energija).

Vėlgi galite padidinti švytuoklės svyravimą, stumdami ją ranka. Tačiau šis padidėjimas neatsiranda savaime, o tampa įmanomas dėl sudėtingesnio proceso, apimančio rankos judesį.

Mechaninė energija spontaniškai virsta vidine energija, bet ne atvirkščiai. Šiuo atveju viso kūno sutvarkyto judėjimo energija paverčiama jį sudarančių molekulių netvarkingo šiluminio judėjimo energija.

Kitas pavyzdys yra difuzijos procesas. Atidarę kvepalų buteliuką greitai užuodžiame kvepalus. Aromatinės medžiagos molekulės dėl šiluminio judėjimo prasiskverbia į tarpą tarp oro molekulių. Sunku įsivaizduoti, kad visi jie vėl susirinko į burbulą.

Tokių pavyzdžių skaičių galima didinti beveik neribotą laiką. Visi jie teigia, kad procesai gamtoje turi tam tikrą kryptį, kuri niekaip neatsispindi pirmame termodinamikos dėsnyje.

Visi makroskopiniai procesai gamtoje vyksta tik viena apibrėžta kryptimi.

Priešinga kryptimi jie negali tekėti savaime. Visi procesai gamtoje yra negrįžtami.

Anksčiau, svarstydami procesus, manėme, kad jie yra grįžtami.

Grįžtamasis procesas yra procesas, kuris gali būti vykdomas pirmyn ir atgal tomis pačiomis tarpinėmis būsenomis, nekeičiant aplinkinių kūnų.

Grįžtamasis procesas turi vykti labai lėtai, kad kiekviena tarpinė būsena būtų pusiausvyroje.

pusiausvyros būsena yra būsena, kai temperatūra ir slėgis yra vienodi visuose sistemos taškuose.

Todėl reikia laiko, kol sistema pasiekia pusiausvyros būseną.

Tirdami izoprocesus manėme, kad perėjimas iš pradinės būsenos į galutinę vyksta per pusiausvyros būsenas, ir laikėme izoterminius, izobarinius ir izochorinius procesus grįžtamais.

Idealių grįžtamųjų procesų gamtoje nėra, tačiau realūs procesai gali būti laikomi grįžtamais su tam tikru tikslumu, o tai labai svarbu teorijai.

Ryški gamtos reiškinių negrįžtamumo iliustracija – filmo žiūrėjimas priešinga kryptimi.
Pavyzdžiui, šuolis į vandenį atrodys taip. Ramus vanduo baseine pradeda virti, atsiranda kojos, sparčiai judančios aukštyn, o paskui visas naras. Vandens paviršius greitai nurimsta. Pamažu naro greitis mažėja, o dabar jis ramiai stovi ant bokšto.

Toks procesas kaip naro pakilimas į bokštą iš vandens neprieštarauja nei energijos tvermės dėsniams, nei mechanikos dėsniams, nei apskritai jokiems dėsniams, išskyrus antrąjį termodinamikos dėsnį.

Joks variklis negali paversti šilumos į darbą su 100% efektyvumu. (2) entropija negali mažėti uždaroje sistemoje. (3).

Natūralūs procesai iš prigimties yra nukreipti ir negrįžtami, tačiau dauguma šioje knygoje aprašytų dėsnių to neatspindi – bent jau ne aiškiai. Sulaužyti kiaušinius ir pagaminti kiaušinienę nėra sunku, tačiau iš jau paruoštos kiaušinienės atkurti žalių kiaušinių neįmanoma.
. Kvapas iš atidaryto kvepalų buteliuko užpildo kambarį, bet jūs negalite jo surinkti atgal į buteliuką. O tokio Visatoje vykstančių procesų negrįžtamumo priežastis slypi antrajame termodinamikos dėsnyje, kuris, nepaisant viso savo akivaizdaus paprastumo, yra vienas sunkiausių ir dažnai neteisingai suprantamų klasikinės fizikos dėsnių.

Visų pirma, šis dėsnis turi bent tris vienodas formuluotes, kurias skirtingais metais pasiūlė skirtingų kartų fizikai. Gali atrodyti, kad tarp jų nėra nieko bendro, tačiau jie visi logiškai lygiaverčiai vienas kitam. Iš bet kurios antrojo dėsnio formuluotės matematiškai išvedami kiti du.

Pradėsime nuo pirmosios formulės, kuri priklauso vokiečių fizikai Rudolfui Klausiui (žr. Clausius-Clapeyron lygtį. Štai paprasta ir aiški šios formuluotės iliustracija: iš šaldytuvo paimame ledo kubelį ir dedame į kriauklę. Po kurio laiko ledo kubas ištirps, nes šiltesnio kūno (oro) šiluma bus perduota šaltesniam (ledo kubeliui. Energijos tvermės dėsnio požiūriu nėra jokios priežasties). šiluminė energija, kurią reikia perduoti šia kryptimi: net jei ledas taptų šaltesnis, o oras šiltesnis, energijos tvermės dėsnis Tai, kad taip neįvyksta, yra tik įrodymas apie jau minėtą fizikinių procesų kryptį.

Kodėl ledas ir oras sąveikauja tokiu būdu, galime lengvai paaiškinti įvertinę šią sąveiką molekuliniu lygmeniu. Iš molekulinės kinetinės teorijos žinome, kad temperatūra atspindi kūno molekulių judėjimo greitį – kuo greičiau jos juda, tuo aukštesnė kūno temperatūra. Tai reiškia, kad oro molekulės juda greičiau nei vandens molekulės ledo kube. Kai oro molekulė ledo paviršiuje susiduria su vandens molekule, kaip rodo patirtis, greitos molekulės vidutiniškai sulėtėja, o lėtosios įsibėgėja. Taigi vandens molekulės pradeda judėti vis greičiau ir greičiau, arba lygiai taip pat kyla ledo temperatūra. Tai turime omenyje sakydami, kad šiluma iš oro perduodama ledui. Ir šio modelio rėmuose pirmoji antrojo termodinamikos dėsnio formuluotė logiškai išplaukia iš molekulių elgesio.

Kai kūnas, veikiamas tam tikros jėgos, juda tam tikru atstumu, atliekamas darbas, o įvairios energijos formos tiesiog išreiškia sistemos gebėjimą atlikti tam tikrą darbą. Kadangi šiluma, kuri atspindi molekulių kinetinę energiją, yra energijos forma, ji taip pat gali būti paversta darbu. Bet vėlgi, mes susiduriame su nukreiptu procesu. Galite 100 % efektyviai paversti darbą šiluma – tai darote kiekvieną kartą, kai automobilyje paspaudžiate stabdžių pedalą: visa automobilio judėjimo kinetinė energija ir energija, kurią sunaudojote spausdami pedalą, atlikdami pėdos darbą ir hidraulinė stabdžių sistema visiškai paverčiama šiluma, išsiskiriančia stabdžių diskų trinkelių trinties metu. Antroji antrojo termodinamikos dėsnio formuluotė teigia, kad atvirkštinis procesas yra neįmanomas. Kad ir kaip stengtumėtės visą šiluminę energiją paversti darbu, šilumos nuostoliai į aplinką yra neišvengiami.

Lengva iliustruoti antrąją formuluotę. Įsivaizduokite savo automobilio vidaus degimo variklio cilindrą. Į jį įpurškiamas didelio oktaninio skaičiaus kuro mišinys, kuris stūmokliu suspaudžiamas iki aukšto slėgio, o po to užsidega mažame tarpelyje tarp cilindro galvutės ir laisvai judančio stūmoklio, tvirtai pritvirtinto prie cilindro sienelių. Sprogstamo mišinio degimo metu išsiskiria nemažas šilumos kiekis karštų ir besiplečiančių degimo produktų pavidalu, kurių slėgis stumia stūmoklį žemyn. Idealiame pasaulyje galėtume pasiekti 100% išleidžiamos šiluminės energijos panaudojimo efektyvumą, visiškai paversdami ją mechaniniu stūmoklio darbu.

Realiame pasaulyje niekas niekada nesurinks tokio idealaus variklio dėl dviejų priežasčių. Pirma, dėl darbinio mišinio degimo neišvengiamai įkaista cilindro sienelės, dalis šilumos prarandama veltui ir per aušinimo sistemą pašalinama į aplinką. Antra, dalis darbo neišvengiamai atitenka trinties jėgos įveikimui, ko pasekoje vėl įkaista cilindro sienelės – dar vienas šilumos nuostolis (net ir naudojant geriausią variklio alyvą. Trečia, cilindrui reikia grįžti į pradinį suspaudimą). taškas, o tai taip pat padeda įveikti trintį dėl šilumos išsiskyrimo, išleisto veltui. Dėl to mes turime tai, ką turime, būtent: pažangiausi šiluminiai varikliai veikia ne didesniu nei 50% efektyvumu.

Šis antrojo termodinamikos dėsnio aiškinimas pagrįstas Carnot principu, kuris pavadintas prancūzų karo inžinieriaus Sadi Carnot vardu. Jis buvo suformuluotas anksčiau nei kiti ir turėjo didžiulę įtaką inžinerinių technologijų raidai daugeliui ateinančių kartų, nors yra taikomojo pobūdžio. Ji įgyja didelę reikšmę šiuolaikinės energetikos – svarbiausios bet kurios šalies ekonomikos šakos – požiūriu. Šiandien, susidūrusi su kuro išteklių stygiumi, žmonija vis dėlto yra priversta taikstytis su tuo, kad, pavyzdžiui, šiluminių elektrinių, veikiančių su anglimi ar mazutu, naudingumo koeficientas neviršija 30–35 proc. du trečdaliai kuro sudeginami veltui, tiksliau, jis išleidžiamas atmosferai sušildyti – ir tai vyksta globalinio atšilimo grėsmės akivaizdoje. Būtent todėl šiuolaikines šilumines elektrines nesunku atpažinti iš kolosalinių bokštų – aušinimo bokštų – būtent juose vanduo aušina elektros generatorių turbinas, o šiluminės energijos perteklius patenka į aplinką. Ir toks mažas išteklių naudojimo efektyvumas yra ne šiuolaikinių projektavimo inžinierių kaltė, o nelaimė: jie jau išspaudžia beveik maksimumą, ką leidžia Carnot ciklas. Tie, kurie teigia radę sprendimą, leidžiantį drastiškai sumažinti šilumos nuostolius (pavyzdžiui, sukonstravo amžinąjį variklį), tuo teigia pergudravę antrąjį termodinamikos dėsnį. Taip pat jie gali tvirtinti, kad žino, kaip užtikrinti, kad ledo kubelis kriauklėje neištirptų kambario temperatūroje, o, priešingai, dar labiau atvėstų, kaitindamas orą.

Trečioji antrojo termodinamikos dėsnio formuluotė, paprastai priskiriama austrų fizikui Ludwigui Boltzmannui (žr. Boltzmanno konstantą), yra bene geriausiai žinoma. Entropija yra sistemos sutrikimo matas. Kuo didesnė entropija, tuo chaotiškesnis sistemą sudarančių medžiagų dalelių judėjimas. Boltzmannui pavyko sukurti formulę tiesioginiam matematiniam sistemos tvarkos laipsnio apibūdinimui. Pažiūrėkime, kaip tai veikia, kaip pavyzdį naudodami vandenį. Skystoje būsenoje vanduo yra gana netvarkinga struktūra, nes molekulės laisvai juda viena kitos atžvilgiu, o jų erdvinė orientacija gali būti savavališka. Kitas dalykas yra ledas - jame vandens molekulės yra sutvarkytos, įtrauktos į kristalinę gardelę. Antrojo Boltzmanno termodinamikos dėsnio formuluotė, santykinai kalbant, sako, kad ledas, ištirpęs ir pavirtęs į vandenį (procesas, lydimas tvarkos laipsnio mažėjimo ir entropijos padidėjimo), niekada pats neatgims iš vandens. . Ir vėl matome negrįžtamo gamtos fizinio reiškinio pavyzdį.

Čia svarbu suprasti, kad mes nekalbame apie tai, kad šioje formuluotėje antrasis termodinamikos dėsnis skelbia, kad entropija negali mažėti niekur ir niekada. Galiausiai ištirpusį ledą galima vėl įdėti į šaldiklį ir vėl užšaldyti. Esmė ta, kad entropija negali mažėti uždarose sistemose – tai yra sistemose, kurios negauna išorinio energijos tiekimo. Veikiantis šaldytuvas nėra izoliuota uždara sistema, nes jis yra prijungtas prie maitinimo šaltinio ir gauna energiją iš išorės – galiausiai iš ją gaminančių elektrinių. Šiuo atveju uždara sistema bus šaldytuvas, plius laidai, plius vietinė transformatorių pastotė, plius vieningas maitinimo tinklas ir elektrinės. O kadangi entropijos padidėjimas dėl atsitiktinio garavimo iš elektrinės aušinimo bokštų yra daug kartų didesnis nei entropijos sumažėjimas dėl ledo kristalizacijos jūsų šaldytuve, antrasis termodinamikos dėsnis niekaip nepažeidžiamas.

Ir tai, manau, veda prie kitos antrojo dėsnio formulavimo: šaldytuvas neveikia, jei jis nėra įjungtas. James Trefil, "Mokslo prigimtis. 200 visatos dėsnių".

• · Klausijaus postulatas: „Nėra proceso, kurio vienintelis rezultatas būtų šilumos perdavimas iš šaltesnio kūno į karštesnį“(šis procesas vadinamas Clausius procesas).
• · Tomsono (Kelvino) postulatas: „Nėra žiedinio proceso, kurio vienintelis rezultatas būtų darbo gamyba aušinant šilumos rezervuarą“(šis procesas vadinamas Tomsono procesas).

Šių formuluočių lygiavertiškumą lengva parodyti. Iš tiesų, tarkime, kad Klausijaus postulatas yra klaidingas, tai yra, egzistuoja procesas, kurio vienintelis rezultatas būtų šilumos perdavimas iš šaltesnio kūno į karštesnį. Tada paimame du skirtingos temperatūros korpusus (šildytuvą ir šaldytuvą) ir atliekame kelis šiluminės mašinos ciklus, paimame šilumą iš šildytuvo, atiduodame į šaldytuvą ir atliekame darbą.

Po to naudojame Clausius procesą ir grąžiname šilumą iš šaldytuvo į šildytuvą. Dėl to pasirodo, kad darbus atlikome tik dėl šilumos pašalinimo iš šildytuvo, tai yra Tomsono postulatas irgi neteisingas.

Kita vertus, tarkime, kad Tomsono postulatas yra klaidingas. Tuomet iš šaltesnio kūno galima atimti dalį šilumos ir paversti ją mechaniniu darbu. Šis darbas gali būti paverstas šiluma, pavyzdžiui, naudojant trintį, kaitinant karštesnį kūną. Vadinasi, Klausiaus postulato neteisingumas išplaukia iš Tomsono postulato neteisingumo.

Taigi Clausiaus ir Tomsono postulatai yra lygiaverčiai.

Kita antrojo termodinamikos dėsnio formuluotė pagrįsta entropijos samprata:

· „Izoliuotos sistemos entropija negali mažėti“ (nemažėjančios entropijos dėsnis).

Tokia formuluotė pagrįsta entropijos, kaip sistemos būsenos funkcijos, idėja, kuri taip pat turi būti postuluojama.

Antrasis termodinamikos dėsnis aksiominėje Rudolfo Juliaus Klausiaus formuluotėje (R. J. Clausius, 1865) turi tokią formą:

Bet kuriai pusiau pusiausvyros termodinaminei sistemai yra vienos vertės termodinaminės būsenos funkcija

vadinama entropija, todėl jos bendras skirtumas

Būsenoje su maksimalia entropija makroskopiniai negrįžtami procesai (o šilumos perdavimo procesas visada yra negrįžtamas dėl Klausijaus postulato) neįmanomi.

Clausiaus pateiktos entropijos diferencialo formulės išvedimo apribojimai slypi prielaidoje, kad dujos yra idealios, kurių savybės lemia integruojančio faktoriaus egzistavimą. Šį trūkumą Carathéodory pašalino savo veikale „Apie termodinamikos pagrindus“ (1909). Carathéodory laikė adiabatiškai pasiekiamų būsenų rinkinį (t. y. be šilumos mainų su aplinka). Lygtis, apibūdinanti tokią šių būsenų rinkinį diferencine forma, yra Pfafijos forma. Naudodamas Pfafijos formų integralumo sąlygas, žinomas iš analizės, Carathéodory priėjo prie tokios antrojo dėsnio formuluotės:

· Netoli bet kurios sistemos būsenos yra būsenų, kurios nepasiekiamos adiabatiniu keliu.

Toks teiginys neapriboja sistemų, kurios paklūsta antrajam termodinamikos dėsniui, tik idealiomis dujomis ir kūnais, kurie sąveikaudami su jomis gali užbaigti uždarą ciklą. Fizinė Caratheodory aksiomos prasmė pakartoja Klausijaus formuluotę.

Antrasis dėsnis yra susijęs su entropijos samprata, kuri yra chaoso matas (arba tvarkos matas). Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad visos visatos entropija didėja.

Yra du klasikiniai antrojo termodinamikos dėsnio apibrėžimai:

Kelvinas ir Plankas

Nėra ciklinio proceso, kuris tam tikroje temperatūroje išgauna tam tikrą šilumos kiekį iš rezervuaro ir visiškai paverčia šią šilumą darbu. (Neįmanoma sukurti su pertrūkiais veikiančios mašinos, kuri nieko nedarytų, tik pakelia krovinį ir vėsina šilumos rezervuarą.)

· Klausius

Nėra proceso, kurio vienintelis rezultatas yra šilumos perdavimas iš mažiau įkaitusio kūno į karštesnį. (Neįmanomas žiedinis procesas, kurio vienintelis rezultatas būtų darbo gamyba aušinant šiluminį rezervuarą)

Abu antrojo termodinamikos dėsnio apibrėžimai remiasi pirmuoju termodinamikos dėsniu, teigiančiu, kad energija mažėja.