Модель мира в XIX веке

Революционные перемены в физике, существенно расширившие эту модель, начались в XIX веке знаменитыми экспериментами Фарадея, теоретическими работами Максвелла по электромагнетизму, созданием трудами Больцмана, Гельмгольца термодинамики и статистической физики, открытиями Дарвина в биологии.

Рассмотрим сначала термодинамику, которая возникла и сформировалась в XIX веке и заставила отойти от господствующего механистического взгляда на Природу. Были сформулированы начала термодинамики. Первое известно как закон сохранения энергии, а второе гласит, что при превращении теплоты в работу природа требует контрибуции - часть тепла безвозвратно теряется. В то же время преобразование работы в теплоту не облагается "налогом". Иными словами, существует асимметрия в природе, которой не было в физике Ньютона. Согласно термодинамике, существует тенденция рассеяния энергии, выравнивания температур, стремление к возрастанию хаоса. Эти процессы количественно описываются с помощью так называемой энтропии: рост энтропии - "кошмар" термодинамики, который неизбежно приводил к тепловой смерти Вселенной, вопреки существующей действительности.

Отметим, что по Больцману энтропия - мера неупорядоченности системы, мера хаоса. Если первое начало термодинамики - закон абсолютно строгий, то второе начало - закон статистический, вероятностный. Так в картину мира вошла вероятность состояния системы. Однако гораздо раньше этот взгляд на Природу возник в биологии. Был сформулирован основной закон эволюции - триада Дарвина: изменчивость, естественный отбор, наследственность. Каждая популяция живого или растительного мира обладает наследственностью и изменчивостью - случайными отклонениями от наиболее вероятного среднего значения той или иной характеристики организма.

В отличие от молекул, среди которых также существуют флуктуации, т.е. отклонение от среднего, живые организмы несут память о своем эволюционном развитии. Наследуемые признаки закрепляются, если они обеспечивают организму лучшие условия существования и размножения.

Напомним, что по взглядам XVIII века случайности в Природе не существует. При подбрасывании монеты она выпадает орлом или решкой, за этим событием стоит не случайность, а детерминированные параметры системы. Их знает демон, но мы не знаем. В XIX веке поняли, что энтропия - мера нашего незнания, недостаток информации о системе, и этот недостаток связан с принципиальной невозможностью знания, а последнее, как показали более глубокие исследования, вызвано неустойчивостью системы. Иными словами, отсутствие информации - свойство системы, а не наблюдателя, т.е. в Природе есть случайность.

Итак, физическая природа эволюционирует, в отличие от живой, в направлении максимума энтропии при условии ее изоляции от окружающего мира. Следовательно, Вселенная развивается в направлении выравнивания неоднородностей, хаоса, т.е. ей грозит тепловая смерть. Второе начало термодинамики получено для замкнутой системы. Если допустить, что Вселенная замкнута, то в начале Мира должен быть "запас порядка", который потом начинает теряться. Этот вывод противоречит космологическим мифам древних. Они основывались на посылке, обратной классической термодинамике, а именно: в начале был хаос и Боги создали порядок. Больцман пытался объяснить существование мира тем, что наша Вселенная - гигантская флуктуация на фоне всеобщей деградации. Но это неправдоподобно с позиций статистики. Так XIX век не дал решения этой загадки и передал ее последующим поколениям.

XIX век - это век вероятностного видения Природы, эволюционирующего

мира, замеченного Больцманом и Дарвином. Революционные перемены в естествознании не ограничились этими открытиями. Вселенная Ньютона - Вселенная твердой материи, состоящей из атомов, неделимых частиц. Знаменитые эксперименты Фарадея, теоретические работы Максвелла по электромагнетизму привели к обоснованию полевой формы материального мира, где материя не имеет четких границ, очертаний.