Об истинных законах термодинамики

Сегодня пропускаю термодинамику через свою систему первичного фильтра для выявления универсальности ее законов, которая бы позволяла применять ее столь широко, что у законов термодинамики существует множество интерпретаций для разных сфер деятельности.

Главной проблемой современности является подсовывание технологий под фундамент науки. Краткий путь развития этой “болезни” выглядит так: 

было время бурного развития науки и генерации больших объемов данных описывающих объективные модели выявленных закономерностей;

параллельно на базе научного знания стали появляться технологии и началась генерация данных, описывающих устройство этих технологий;

в какой-то момент наука перестала баловать человечество новизной и генерация объективных данных замедлилась, но технологии продолжили развиваться и генерировать данные о себе;

в какой-то момент научное знание утонуло в технологических данных и потерялась грань различия между разными типами данных, технология стала восприниматься как фундаментальная наука.

На простом примере покажу почему это проблема. Природа человеческого разума изучена плохо, развитие объективной модели об устройстве человека в данном аспекте прочно буксует столетиями, попытки принимаются разными философскими и религиозными школами, но к единой объективной модели так и не пришли. Зато создали технологию - искусственный интеллект, который бурно развивается и высококачественно дублирует человека во многих творческих направлениях. И конечно наши крупицы объективных знаний об устойчиве реального разума, скоро утонут в огромных данных, который генерирует машина. Уже совсем не редкими являются проекции процессов в сфере ИИ на устройство человека и  социума. Вот мол в социальной сети, в которой только ИИ, машины быстро приноровились и создали рынок, и это объясняет почему рынок естественное явление человеческой цивилизации. Я не спорю, рынок естественное явление, но вы понимаете этот подлог? Технология легла в основу определения объективности, и не ровен час, когда нам модели поведения ИИ станут приводить в качестве эталона, для нашего поведения.

И такого подлога в науке предостаточно. Я уже не буду поминать новохроноложцев, которые с помощью математики(абсолютной технологии, не имеющей к природе никакого отношения) переписали историю человечества. Приступим лучше к термодинамике.

Задача выяснить - сколько в ней науки, а сколько технологии. Т.к. если что и может претендовать на универсальность, то только объективные законы природы, но никогда технологии.

К объективным данным относится формула Менделеева-Клапейрона о зависимости давления, объема, количества вещества и температуры:
 

А вот первый закон термодинамики, известный как:


Не является объективной закономерностью, несущей дополнительную смысловую нагрузку к изначальной формуле, просто тут вводится чисто инженерное субъективное понятие “работа”, которая в общем смысле означает изменение объема системы при приложении к ней внешней энергии. И если бы мы рассуждали в терминах изначальной формулы, то получили бы логическую банальность, типа - при приложении к системе внешнего источника энергии, это бы отразилось в изменении объема системы. Абсолютно аналогично это могло привести к изменению давления или температуры системы - это объективно. Но инженеров то интересует изменение объема, т.к. это позволяет переводить разные типы энергии в кинетическую, в работу машин, перемещающих грузы, или вращающих коленвалы двигателей.

И немаловажным аспектом таких машин является их энергоэффективность - количество полезной работы на единицу энергии. Это привело к субъективной сегрегации разных типов энергии по степени их полезности. Есть полезные типы энергий, а есть мусорные, типа - теплоты, которая выступает побочным продуктом и только “ворует” у инженеров часть КПД, утекая в пространство мимо кассы. Она “ворует” кинетическую энергию через трение, она ворует часть энергии электричества, бегущего по проводам через сопротивление и тд.

Тепловая энергия не устраивает инженеров своей ненаправленностью, хаотичностью, она растекается во все стороны пространства непрерывно, ее практически невозможно запасать в отличии от других типов энергии, типа электричества, гравитации, натяжения пружины, ядерного обогащения. А тепло, как только возникло при “разрушении” другого типа энергии, сразу начинает утекать, как из дырявой бочки. Это самое мерзкое, что только можно придумать для инженерии.

И все вот это отвращение инженеров к теплу и привело к приравниванию тепловой энергии к хаосу. Таким образом закон сохранения энергии, являющийся универсальным для природы вообще, у них трансформировался в такую форму - общее количество энергии во вселенной постоянно, но происходит ее постоянная качественная деградация. Породистые виды энергии неизбежно разрушаются и конечной станцией их является - превращение в тепло. Отсюда следует логический вывод о “тепловой смерти” вселенной - когда все качественные упорядоченные энергии, которые отвечают за построение высоких порядков, перейдут в тепло, то в мире настанет абсолютный хаос.

Это абсолютно инженерная сова, натянутая на глобус фундаментальной физики. Нет никакой необратимой деградации энергии, нет никакого различия по важности между разными типами энергии, все существуют в общем балансе мироздания и постоянно переливаются из одной в другую.

Таким образом смысл второго закона термодинамики, очищенный от субъективных суждений инженеров звучит так:

В изолированной системе градиент тепловой энергии стремится к выравниванию. Энергия самопроизвольно перетекает из областей с высокой концентрацией (температурой) в области с низкой концентрацией до достижения равновесия.

Это все что нам надо знать о природе теплоты.

Однако, я в своих рассуждениях часто использую формулу:

Этот мир стоит на принципах энергоэффективности и в нем всякая тварь норовит при наименьших усилиях отхватить кусок по-больше. Что приводит к постоянному накоплению энергии живой материей. А общий процесс эволюции представляет собой борьбу за увеличение общей энергетической емкости биосферы.

Но надо понимать, что данная энергоэффективность не имеет никакого отношения к энергоэффективности инженеров от термодинамики. Жизнь строится на совершенно иных принципах. Тут тепло не является побочным продуктом совершаемой работы живыми организмами. Тепло для живой материи это высшее благо и необходимое условие для существования и повышения порядка в процессе эволюции. Жизнь не занимается разрушением “породистых” энергий и переводом ее в тепловую, она сама создает энергию высоких порядков, используя для этого в том числе тепловую энергию. В отличии от человеческих технологий, жизнь умеет направлять реки вспять и тепловую энергию переводить в состояния, в которых она прекрасно накапливается.

Для инженеров тепло - это хаос и смерть энергии, для жизни тепло это спасение и топливо для построения высоких порядков.

Энтропия показывает только одно, насколько современные технологии далеки в энергоэффективности от настоящих природных механизмов. Там, где тепловая энергия утекает от инженеров как из дырявой бочки, там жизнь ставит под потоки тепла свою мельницу, которая начинает двигать эволюцию вперед.