По вышесказанному, Энгельса высказывал и такие мысли.
"Сохранение энергии. Количественное постоянство движения было высказано уже Декартом и почти в тех же выражениях, что и теперь...
Зато превращение формы движения открыто только в 1842 г., и это, а не закон количественного постоянства, есть новое"1.
"Если еще десять лет назад новооткрытый основной закон движения принимался лишь как закон сохранения энергии, лишь как выражение того, что движение не может быть создано, то есть понимался только с количественной стороны, то это узкое, отрицательное выражение все более вытесняется положительным выражением в виде закона превращения энергии, где впервые вступает в свои права качественное содержание процесса и стирается последнее воспоминание о внемировом творце. Теперь уже не нужно проповедовать как нечто новое, что количество движения (так называемой энергии) не изменяется, когда оно из кинетической энергии (так называемой механической силы) превращается в электричество, теплоту, потенциальную энергию положения и т. д., и обратно; мысль эта служит добытой раз навсегда основой гораздо более содержательного отныне исследования самого процесса превращения, того великого основного процесса, в познании которого находит свое обобщение все познание природы".
Таким образом, Энгельс различал закон сохранения энергии (движения) и закон превращения энергии (движения), а также высказывал (в 1885 г.) мнение то, что мысль о сохранении энергии служит основой более содержательного исследования самого процесса превращения. Поэтому можно ожидать, что за более чем сто лет после 1885 г. в исследовании этих процессов превращения достигнут заметный прогресс.
Теперь можно попробовать решить вопрос, теряется ли энергия качественно в природных процессах и следует ли вывод о качественной потере энергии из второго закона термодинамики.
3. Второй закон термодинамики – "закон деградации энергии"
Имеется множество работ, авторы которых без тени сомнения говорят о качественной потере энергии и о связи этого утверждения со вторым законом термодинамики.
Л. Больцман (1886 г.): "Энергия может принимать три формы — форму видимого движения тел, теплоты, т.е. движения мельчайших частиц, наконец, работы, т.е. взаимного отдаления притягивающих друг друга тел или сближения тел оттталкивающихся... Теплоту, видимую живую силу и работу можно было бы по желанию получать друг из друга и переводить из одной формы в другую, причем количество всегда было бы сохранено.
Наряду с этим общим принципом механическая теория тепла поставила второй, малоутешительным образом ограничивающий первый, — так называемый второй закон механической теории тепла. Это положение формулируется следующим образом: работа и видимая живая сила могут безусловно переходить одна в другую и без всяких ограничений превращаться в теплоту; наоборот, обратное превращение теплоты в работу или видимую живую силу или совсем невозможно, или возможно только отчасти... Энергия в форме тепла часто обозначается как рассеянная или деградированная энергия. Таким образом, второй закон констатирует непрерывный рост деградации энергии, пока, наконец не прекратятся все видимые движения во Вселенной"1 .
О. Д. Хвольсон (1923 г.): "Тепловая энергия есть энергия движения неправильного, беспорядочного; это движение представляет крайнюю противоположность движению данного тела (системы молекул), как целого, при котором скорости всех частиц тесно связаны между собою…
Тепловое движение частиц есть движение наиболее вероятное. Всякое нетепловое движение материи должно иметь стремление к переходу в движение тепловое. Такой переход вызывается малейшими причинами, расстраивающими нетепловое, т. е. более или менее упорядоченное движение. Иначе: Heтепловая энергия движения материи имеет стремление перейти в энергию тепловую. Такой переход мы наблюдаем при всяком ударе, при трении и т. д. Энергия тепловая лишь при исключительных условиях, так сказать, искусственно, может быть преобразована в нетепловую энергию движения материи"2.
Н.В. Кашин (1925 г.): "Условием возможности всякого преобразования энергии является качественное ухудшение (деградация) части энергии, которое понимаем, как понижение способности этой части энергии к дальнейшим превращениям"3.
Б.М. Гессен (1928 г.): "…В фундаменте современного естествознания лежит не только закон сохранения энергии, но и закон рассеяния энергии"4.
И.А. Каблуков (1934 г.): "Все виды энергии могут совершенно свободно и сполна превращаться в тепловую, последняя же только в известных случаях может целиком переходить в химическую, при переходе же ее в механическую или электрическую энергию часть ее остается в виде тепла, падая только с более высокой температуры на более низкую. Вследствие этого происходит непрерывное увеличение теплового движения за счет других форм энергии и постепенный переход теплоты от тел высокой температуры к телам более низкой температуры"1 .
К.А. Путилов (1939 г.): "В качестве первого и второго начал термодинамики приняты два главенствующих закона физики, смыкающие физику с общими вопросами философии — закон сохранения энергии и закон деградации энергии"2.
П. Лаберенн (1953 г.): "…Теплота должна рассматриваться как низшая или деградированная форма энергии; она не может целиком превращаться в механическую работу"3.
Г.Н. Алексеев (1966 г.): "Таким образом, качество энергии характеризуется степенью упорядоченности и степенью концентрации ее. Чем более упорядочена и чем более концентрирована энергия, тем, естественно, выше возможность ее применения, ибо перейти от упорядоченности к беспорядку и от высокой концентрации к низкой ничего не стоит, обратный же переход может быть осуществлен только при затрате энергии.
Однако все виды энергии постепенно деградируют — их упорядоченность и особенно концентрация уменьшается и постепенно сходит на нет.
Деградация всех видов энергии происходит одним, единственным путем — превращением их в тепловую хаотическую и рассеяния последней (т.е. уменьшением концентрации до концентрации тепла в окружающей среде на Земле — воде океанов, морей и в атмосфере"4.
Д.П. Гохштейн (1963 г.): "Энергия бывает разной ценности. Два количества энергии могут быть равны между собой по количеству калорий, но разными по пригодности к преобразованию в другие виды"5.
"Деградация энергии сопровождает любой реальный процесс"6
"Позволяя нам использовать тепло для получения работы, природа как бы налагает на нас "налог" в виде отдачи обесцененной энергии окружающей среде... Между ростом количества обесцененной энергии и энтропией системы имеется четко установленная прямая связь. Если выбрать изолированную от других систему, то легко представить, что протекание необратимых (т.е. реальных) процессов в ней будет вызывать рост ее энтропии, который прекратится тогда, когда исчезнет всякая возможность использования энергии и последняя станет полностью обесцененной, т.е. непревратимой в другие виды. При этом энтропия достигнет своего максимума, а систему постигнет "тепловая смерть". "Химическая, механическая и электрическая энергия могут целиком переходить в другие виды энергии (в том числе и в тепло); тепло же не в состоянии полностью перейти в другие виды энергии. А тепло, попавшее в окружающую среду, не может даже частично перейти в другие виды энергии". "Невозможность полного перехода тепла в другие виды энергии и составляет ту специфичность тепла, которая ему присуща".
П. Шамбадаль (1967 г.) "Работа может быть преобразована в тепло без остатка.., тогда как обратное превращение может быть только частичным.
…Работа представляет собой как бы более "благородную форму энергии, чем тепло".
И. Пригожин, И. Стенгерс (1984 г.): "Тепло и механическая энергия эквивалентны с точки зрения сохранения энергии.., но отнюдь не второго начала… Коротко говоря, механическая энергия более "высокого сорта" (более когерентна), чем тепло и всегда может быть превращена в тепло. Обратное неверно".
Эти и другие высказывания такого рода можно резюмировать следующим образом.
1. Закон превращения форм движения не является абсолютным: условия и направление превращений энергии устанавливаются вторым законом термодинамики.
2. Формы движения (виды энергии) различаются по своей способности к превращению в другие формы, причем тепловая энергия — это энергия низшего (второго) сорта, малоэффективная, неполноценная, деградированная форма энергии; она не способна полностью превращаться в другие формы энергии.
3. Деградация (рассеяние, диссипация) энергии происходит во всех реальных (природных) процессах и означает превращение части энергии в тепловую.
4. В некоторых условиях энергия полностью теряет способность к дальнейшим превращениям. "Энергия может быть и неработоспособной", "покоющейся", а теплота — "совершенно неработоспособной" .
5. Ограничения на превращение тепла в иные формы энергии накладывает второй закон термодинамики .
6. Вывод о качественной потере, т.е. деградации, рассеянии, диссипации энергии не просто следует из второго закона термодинамики, для многих авторов второй закон термодинамики — это закон деградации (рассеяния, рассеивания, диссипации) энергии.
Таким образом, можно утверждать, что в термодинамике, этой науке "о закономерностях превращения энергии"1, на протяжении полутора веков господствуют воззрения, противоречащие идеям Энгельса о превращении форм движения, господствуют воззрения, на основе которых Энгельс делал заключение о грядущей тепловой смерти Вселенной.
На основе этих представлений существует утверждение, что во Вселенной происходит увеличение доли тепла за счет других видов энергии, что со временем вся энергия превратится в тепловую, а Вселенную постигнет тепловая смерть2 .