Полагаю нелишним напомнить, что благоденствие современной цивилизации основано на промышленном освоении источников «халявной» энергии (ERoEI > 10, ERoEI (англ. Energy Returned on Energy Invested), практически — КПД технологии «добывания» энергии). Но при этом НЯП ситуация с определением (пониманием физического смысла) базовой сущности (энергии) не претерпела принципиальных изменений с конца позапрошлого века. Поэтому полагаю полезным напомнить «современный» (первые русские переводы датируются началом прошлого века) анализ проблемы.
Концепт «чёрного ящика» конечно позволяет выполнять некоторые операции в отрыве от условия понимания (т.е. наличия второсигнальных моделей, обладающих предсказательной силой в широком диапазоне условий) используемых закономерностей…
Поэтому, независимо от перспектив решения задачи, откладывать её в долгий ящик неправильно. Не смотря на очевидные риски необходимости ревизии всей выстроенной (и запланированной) инфраструктуры.
И тут полезно обратиться к опыту науки начала прошлого века. Потому что наблюдения рыжего-полосатого относительно учебников («У учебников до 60-70-х годов есть одно волшебное свойство: они куда понятнее. Хоть алгебра, хоть физика с химией.»). А буквальное применение принципов НОТ к самой науке породило больше проблем, чем принесло пользы. Памфлет господина Смолина тому наглядным примером.
Итак, слово господину Анри:
Глава VIII ЭНЕРГИЯ И ТЕРМОДИНАМИКА
Энергетическая система. Трудности, возникшие в классической механике, побудили некоторые умы отдать предпочтение новой системе — так называемой энергетике. Энергетическая система получила свое начало вслед за открытием принципа сохранения энергии. Окончательная форма была ей дана Гельмгольцем.
Начнём с определения двух величин, которые играют фундаментальную роль в этой теории. Это следующие величины: во-первых, кинетическая энергия, или живая сила; во-вторых, потенциальная энергия.
Все перемены, какие могут происходить с телами природы, управляются двумя экспериментальными законами:
1) Сумма кинетической энергии и потенциальной энергии не меняется. Это — принцип сохранения энергии.
2) Если система тел в момент t0 имеет конфигурацию A, а в момент t1 — конфигурацию B, то переход от первой конфигурации ко второй всегда совершается таким путем, что среднее значение разности между двумя видами энергии за промежуток времени от t0 до t1 является величиной, самой малой из всех возможных. Это — принцип Гамильтона, представляющий одну из форм принципа наименьшего действия.
Энергетическая теория сравнительно с классической имеет следующие преимущества:
1) она является более полной, т.е. принцип сохранения энергии и принцип Гамильтона сообщают нам больше, чем сообщали основные принципы классической теории; они исключают некоторые движения, которые не реализуются в природе, но совместимы с классической теорией;
2) она освобождает нас от атомистической гипотезы, которую было почти невозможно избежать в классической теории.
Но в свою очередь энергетическая система создает и новые трудности. Именно, определение двух видов энергии представляет почти столь же значительные трудности, как и определение силы и массы в первой системе. Однако избавиться от них легче, по крайней мере в наиболее простых случаях.
Представим себе изолированную систему, состоящую из некоторого числа материальных точек; пусть эти точки находятся под действием сил, зависящих только от их расстояний и относительного расположения, но не зависящих от их скоростей. В силу принципа сохранения энергии система должна иметь силовую функцию.
В этом простом случае выражение принципа сохранения энергии крайне просто. Некоторая доступная измерению величина должна оставаться постоянной. Эта величина представляет собой сумму двух членов; первый зависит только от положения материальных точек и не зависит от их скоростей; второй представляет собой линейную функцию квадратов скоростей. Такое разложение может быть сделано только одним способом. Первый член, который я обозначу через U, будет потенциальной энергией, второй, который я обозначу через Т, будет кинетической энергией.
Конечно, если T + U равняется постоянной величине, то это же самое будет иметь место для любой функции величины T + U, т.е. для φ(T + U).
Но эта функция φ(T + U) не будет суммой двух членов, из которых один был бы независим от скоростей, а другой зависел бы линейно от их квадратов. Между функциями, сохраняющими постоянную величину, есть только одна, обладающая таким свойством, а именно T + U (или любая линейная функция T + U — это не имеет значения, ибо такая линейная функция всегда может быть приведена к виду T + U путем преобразования масштаба и перемены начала). Это выражение мы и назовем энергией; первый член будет иметь значение кинетической энергии, второй — значение потенциальной энергии. Таким образом, определение обоих видов энергии может быть доведено до конца без всякой двусмысленности. Точно так же может быть дано определение масс. Кинетическая энергия, или живая сила, весьма просто выражается через массы материальных точек и через их скорости, соотнесенные к какой-нибудь одной из них. Эти относительные скорости доступны наблюдению, и если мы будем знать выражение кинетической энергии как функции относительных скоростей, то массы представятся коэффициентами этого выражения.
Итак, в этом простом случае определение основных понятий является делом легким. Но трудности опять возникают в более сложных случаях, как например, если силы зависят не только от расстояний, но и от скоростей. Вебер предполагает, что взаимодействие двух электрических частиц зависит не только от их расстояния, но также от их скорости и ускорения. Если бы материальные точки притягивались по тому же закону, U зависело бы от скоростей и могло бы содержать член, пропорциональный квадрату скорости. Но как в этом случае можно было бы среди членов, пропорциональных квадратам скоростей, отличить те, которые относятся к T, и те, которые относятся к U? Как, следовательно, различить два вида энергии? Даже больше того, как определить самую энергию? Ведь теперь мы не имеем уже никаких оснований предпочесть T + U какой-либо другой функции T + U, раз исчезло свойство, отличавшее T + U и состоявшее в возможности разделения ее на два слагаемых специальной формы.
Однако это не все. Необходимо принять в расчет не только механическую энергию в собственном смысле, но также другие виды энергии: теплоту, химическую энергию, электрическую энергию и другие. Тогда принцип сохранения энергии примет вид
T + U + Q = const,
где Т означает воспринимаемую кинетическую энергию, U — потенциальную энергию положения, зависящую исключительно от расположения тел, Q — внутреннюю молекулярную энергию в тепловой, химической или электрической форме.
Все шло бы хорошо, если бы эти три члена можно было резко различить: если бы Т было пропорционально квадратам скоростей, U не зависело ни от скоростей, ни от состояния тела, Q зависело не от скоростей и расположения тел, а исключительно от их внутреннего состояния. Тогда выражение энергии допускало бы только единственное разложение на три члена указанной формы. На самом деле это не так; рассмотрим наэлектризованные тела: электростатическая энергия, обусловленная их взаимодействием, будет, очевидно, зависеть от их заряда, т.е. от их состояния, но также и от их расположения. Если эти тела находятся в движении, то они будут действовать друг на друга электродинамически, и электродинамическая энергия будет зависеть не только от их состояния и их расположения, но и от их скоростей. Таким образом, у нас не оказывается никакого средства выделить три подразделения энергии, рассортировав члены так, чтобы каждый относился к T, U и Q в отдельности.
Если T + U + Q есть постоянная величина, то постоянной будет и любая ее функция φ(T + U + Q).
Если бы T + U + Q имело вышеуказанную специальную форму, неопределенности не могло бы возникнуть; между всеми функциями φ(T + U + Q), сохраняющими постоянную величину, нашлась бы только одна, имеющая этот частный вид, и она была бы тем, что мы условились называть энергией. Но это, по вышесказанному, не выполняется: между функциями, сохраняющими неизменную величину, нет таких, которые бы в точности подходили под нашу специальную форму, — следовательно, как найти между ними ту, которую следует именовать энергией? У нас нет никакой путеводной нити для этих поисков.
Поэтому нам остается выразить принцип сохранения энергии только таким образом: есть нечто, сохраняющее неизменную величину. Но в такой форме он оказывается вне пределов досягаемости опыта и сводится к некоторого рода тавтологии, ибо ясно, что если мир управляется законами, то существуют некоторые величины, которые остаются постоянными. Подобно принципам Ньютона (и по тем же основаниям), принцип сохранения, энергии, основанный на опыте, не может быть опровергнут этим последним.
Это исследование показывает, что с переходом от классической системы к системе энергетической осуществляется известный прогресс, но что в то же время этот прогресс недостаточен.
Еще более серьезным кажется мне другое возражение: принцип наименьшего действия приложим к обратимым процессам; но он оказывается совершенно недостаточным, коль скоро речь идет о необратимых процессах. Попытка Гельмгольца распространить его на эту область явлений не имела и не могла иметь успеха: здесь все еще принадлежит будущему.
Самая формулировка принципа наименьшего действия имеет в себе нечто, неприятно поражающее наш ум. При переходе от одной точки к другой материальная частица[9], не подверженная действию какой-либо силы, но подчиненная условию не сходить с некоторой поверхности, движется по геодезической линии, т.е. по кратчайшему пути. Эта частица как будто бы знает ту точку, куда ее желают привести, предвидит время, которое она затратит, следуя по тому или иному пути, и, наконец, выбирает путь наиболее подходящий. В такой формулировке принципа частица представлена нам как бы одушевленным существом, обладающим свободой воли. Ясно, что следовало бы заменить эту формулировку другой, более подходящей, в которой, выражаясь языком философа, конечные причины не становились бы явным образом на место причин действующих.
Термодинамика[10]. Значение двух основных принципов термодинамики для всех областей физики становится с каждым днем все более важным. Оставляя предложенные сорок лет назад претенциозные теории, насыщенные молекулярными гипотезами, мы пытаемся ныне воздвигнуть все здание математической физики единственно на термодинамической основе.
Способны ли два принципа — Майера и Клаузиуса — сообщить этому зданию на известное время достаточную прочность? В этом никто не сомневается; но откуда мы получаем такую уверенность?
Один выдающийся физик говорил мне однажды по поводу закона погрешностей: «Все крепко верят в него: математики считают его результатом наблюдений, а наблюдатели — математической теоремой». В течение долгого времени можно было сказать то же самое относительно принципа сохранения энергии. Но в настоящее время всем уже известно, что он представляет собою экспериментальный факт.
Но в таком случае, что дает нам право приписывать самому принципу большую общность и точность сравнительно с теми опытами, которые послужили для его доказательства? Это равносильно вопросу: законны ли делаемые на каждом шагу обобщения эмпирических данных? У меня не хватает смелости разбирать этот вопрос после того, как столько философов тщетно искали его решения. Достоверно одно: если бы мы не имели способности к обобщению, наука не могла бы существовать или, по крайней мере, свелась бы к простой описи, к установлению единичных фактов, — она не имела бы для нас никакой ценности, так как не могла бы удовлетворить наше стремление к порядку и гармонии и в то же время была бы неспособна делать предсказания. Обстоятельства, предшествовавшие известному факту, по всей вероятности, никогда более не повторятся в своей совокупности: поэтому первое обобщение необходимо уже просто для того, чтобы предвидеть, повторится ли этот факт после того, как произойдет самое незначительное изменение в этих обстоятельствах.
Но всякое положение можно обобщить бесчисленным множеством способов. Между всеми возможными обобщениями нам необходимо выбрать только одно, а именно, самое простое. Таким образом, мы вынуждены поступать так, как если бы простой закон при прочих равных условиях имел большую вероятность сравнительно со сложным законом.
Полвека тому назад было общераспространенным убеждение, что природа любит простоту. С тех пор мы имели от нее много опровержений. Ныне мы такой тенденции уже не приписываем природе и сохраняем от этой тенденции лишь то, что необходимо, чтобы наука не уклонялась со своего пути. Таким образом, формулируя общий, простой и точный закон на основании сравнительно малочисленных и не абсолютно точных опытов, мы лишь повинуемся необходимости, которой не может избежать человеческий ум. Но здесь имеется и кое-что большее, и это объясняет, почему я так настойчив.
Никто не сомневается в том, что принципу Майера предстоит пережить все частные законы, из которых он был извлечен, подобно тому как закон Ньютона пережил законы Кеплера, послужившие его источником и являющиеся лишь приближенными, если принять в расчет возмущения. Спрашивается, почему же этот принцип занимает привилегированное положение среди всех физических законов?
Для этого имеется ряд оснований — не очень значительных. Прежде всего, полагают, что мы не можем его отвергнуть, даже сомневаться в его абсолютной строгости, без того чтобы не допустить возможности «вечного движения»; мы, разумеется, не боимся такой перспективы, но считаем, что осторожнее признать принцип Майера, чем его отрицать. Быть может, это и не вполне точно: невозможность «вечного движения» влечет за собой сохранение энергии лишь для обратимых явлений.
Величавая простота принципа Майера также способствует укреплению нашей веры в него. В законе, выведенном непосредственно из опыта, каков, например, закон Мариотта, подобная простота внушала бы нам скорее недоверие. Но здесь это не так. Здесь мы видим, как элементы, которые на первый взгляд кажутся лишенными взаимной связи, неожиданно упорядочиваются, образуя гармоническое целое; и мы отказываемся думать, чтобы эта непредвиденная гармония была следствием простого случая. Наше приобретение как будто делается тем дороже для нас, чем больших усилий оно нам стоило; мы как будто тем сильнее убеждаемся в том, что действительно исторгли у природы ее тайну, чем ревнивее она, казалось, скрывала эту тайну от нас.
Однако все это — не слишком веские доводы; чтобы возвести закон Майера в ранг абсолютного принципа, нужно было бы представить более глубокий разбор вопроса. Но пытаясь выполнить это, мы видим, что этот абсолютный принцип нелегко даже сформулировать. В каждом частном случае мы ясно видим, что такое энергия, и можем определить ее — по крайней мере предварительно; но найти общее определение ее невозможно. Как только мы хотим выразить принцип во всей его общности и приложить его ко Вселенной, мы видим, что он, так сказать, испаряется и от него остается только следующее: существует нечто, что остается постоянным.
Но имеет ли это какой-нибудь смысл? По детерминистской гипотезе состояние Вселенной определяется чрезвычайно большим числом n параметров, которые я обозначу x1, x2, …, xn. Если известны значения параметров для одного какого-нибудь момента, а также производные этих параметров по времени, то можно высчитать значения их для всякого другого момента, предшествующего или последующего. Другими словами, наши n параметров удовлетворяют n дифференциальным уравнениям первого порядка. Эти уравнения имеют n – 1 интегралов, не содержащих времени; таким образом, существует n – 1 функций от x1, x2, …, xn, сохраняющих неизменную величину. Поэтому, говоря, что существует нечто, что остается постоянным, мы высказываем простую тавтологию. Трудно было бы даже сказать, которому из этих интегралов должно принадлежать название энергии.
Впрочем, принцип Майера понимается иначе, когда он прилагается к ограниченной системе. В этом случае принимают, что p из наших n параметров изменяются под влиянием самостоятельных причин, так что мы имеем всего n — p уравнений (вообще линейных) между нашими n параметрами и их производными.
Для большей простоты предположим, что сумма работ внешних сил равна нулю, так же как и сумма рассеянных системой количеств тепла. В таком случае принцип получит следующее выражение: существует такое сочетание этих n—p уравнений, первый член которого является точным дифференциалом; так как в силу наших n—p соотношений этот дифференциал равен нулю, то интеграл его равняется постоянной величине, и этот интеграл есть то, что называется энергией.
Но каким образом возможно, что некоторые из параметров обнаруживают изменения, независимые от остальных? Это имеет место лишь под воздействием внешних сил (хотя мы для простоты и предположили, что алгебраическая сумма работ этих сил равна нулю). В самом деле, если бы система была совершенно изолирована от всякого внешнего воздействия, то знания величин наших n параметров в данный момент было бы достаточно для определения состояния системы в любой последующий момент (предполагая, что мы по-прежнему держимся детерминистской гипотезы), т.е. мы опять встретили бы прежнюю трудность.
Если будущее состояние системы не вполне определяется ее настоящим состоянием, то это значит, что оно зависит еще от состояния тел, внешних по отношению к системе. Но в таком случае правдоподобно ли, чтобы между параметрами x, определяющими положение системы, существовали уравнения, не зависящие от состояния этих внешних тел? И если в некоторых случаях мы, по-видимому, можем их составить, то не является ли это лишь следствием нашего незнания, следствием того, что влияние этих тел слишком слабо, чтобы наш опыт мог его обнаружить?
Если система не рассматривается как вполне изолированная, то вероятно, что строго точное выражение ее внутренней энергии должно зависеть от состояния внешних тел. Кроме того, выше мы предположили, что сумма внешних работ равна нулю; если бы мы пожелали освободиться от этого несколько искусственного ограничения, формулировка принципа стала бы делом еще более трудным. Поэтому для формулировки принципа Майера в абсолютном смысле необходимо распространять его на всю Вселенную, а тогда перед нами встает та самая трудность, которой мы желали избежать. Говоря кратко и обычным языком, закон сохранения энергии может иметь только один смысл, а именно: существует некоторое свойство, присущее всем возможностям; но по детерминистской гипотезе существует лишь единственная возможность, а тогда закон теряет свой смысл. Напротив, при допущении индетерминистской гипотезы он имел бы смысл и тогда, когда бы мы пожелали придать ему абсолютное значение: он представился бы ограничением, наложенным на свободу.
Но слово «свобода» напоминает мне, что я выхожу за пределы физико-математической области. Поэтому я останавливаюсь и от всего предыдущего обсуждения сохраняю только один вывод: закон Майера является формой достаточно гибкой, чтобы можно было вложить в нее почти все, что угодно. Я не хочу этим сказать, ни то, что он не соответствует никакой объективной реальности, ни то, что он сводится к простой тавтологии, так как в каждом частном случае он имеет совершенно ясный смысл, если только не пытаются возвести его до степени абсолютного принципа.
Самая гибкость его дает основание верить в его высокую жизнеспособность; а так как, с другой стороны, он не может исчезнуть иначе, как растворившись в гармонии высшего порядка, то мы с доверием можем опираться на него в наших работах, наперед зная, что наш труд не пропадет даром.
Почти все сказанное выше применимо к принципу Клаузиуса. Различие в том, что последнее выражается неравенством. Кто-нибудь мог бы сказать, что это — свойство всех физических законов, так как точность их всегда ограничена погрешностями наблюдения. Но законы эти имеют притязание быть по меньшей мере первым приближением, и есть надежда на постепенное замещение их другими, все более точными. Напротив, если принцип Клаузиуса сводится к неравенству, то причина этого лежит не в несовершенстве наших средств наблюдения, а в самой природе вопроса.
…
Глава X ТЕОРИИ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ
Значение физических теорий. Люди, стоящие в стороне от научной работы, поражаются кажущейся эфемерностью научных теорий. Они видят их постепенный упадок после нескольких лет процветания, видят нагромождение все новых руин, предвидят, что и модные теперь теории в свою очередь скоро подвергнутся той же судьбе, и выводят отсюда заключение об их полной бесполезности. Они называют это банкротством науки. Но такой скептицизм поверхностен. Эти люди не отдают себе никакого отчета в том, что составляет цель и назначение научных теорий, иначе они поняли бы, что и руины еще могут быть для чего-нибудь полезны.
Казалось, не было теории более прочной, чем теория Френеля, которая рассматривала свет как движение в эфире. Однако теперь ей предпочитают теорию Максвелла. Значит ли это, что труды Френеля были бесполезны? Нет, ибо Френель не ставил своей целью узнать, существует ли реально эфир, имеет ли он атомистическое строение, так ли или иначе движутся его атомы; его цель была иная — предвидеть оптические явления. А этому требованию теория Френеля удовлетворяет теперь точно так же, как и до Максвелла. Ее дифференциальные уравнения всегда верны; способы интегрирования их всегда одни и те же, и получающиеся отсюда интегралы всегда сохраняют свое значение.
Пусть не говорят, что мы таким образом низводим физические теории до степени простых практических рецептов. Уравнениями выражаются отношения, и если уравнения остаются справедливыми, то это означает, что и эти отношения сохраняют свою реальность. Теперь, как и раньше, уравнения Френеля показывают нам наличие такого-то отношения между одной вещью и некоторой другой вещью; но только то, что мы прежде называли движением, теперь называем электрическим током. Но названия эти были просто образными выражениями[15], мы подставляем их вместо реальных предметов, которые природа навсегда утаила от нас. Истинные отношения между этими реальными предметами представляют собой единственную реальность, которую мы можем постигнуть; единственное условие состоит в том, чтобы те же самые отношения имели место как между этими предметами, так и между образными выражениями, которыми нам пришлось их заместить. Раз отношения нам известны, то уже не существенно, какое образное выражение мы считаем удобным применить.
Действительно ли некоторое периодическое явление (например, электрическое колебание) представляет собой результат колебательного движения какого-то атома; действительно ли этот атом, как маятник, перемещается в том или ином направлении — это и не известно с достоверностью, и не интересно. Но что между электрическим колебанием, движением маятника и всеми периодическими явлениями существует внутреннее, глубоко реальное родство, что это родство, это подобие или — еще лучше — этот параллелизм простирается до мельчайших подробностей, что он является следствием более общих принципов — принципа сохранения энергии и принципа наименьшего действия, — это мы можем утверждать; это — истина, которая навсегда останется одной и той же, в какую бы одежду нам ни заблагорассудилось ее облечь.
Было предложено много теорий дисперсии; более ранние были несовершенны и содержали лишь малую долю истины. Затем явилась теория Гельмгольца; потом ее изменяли на разные лады, и сам Гельмгольц построил другую теорию, основанную на принципах Максвелла. Но при этом весьма замечательно, что все ученые после Гельмгольца приходили к одним и тем же уравнениям, хотя исходные позиции их были, по-видимому, весьма различны. Я решаюсь сказать, что все эти теории одновременно справедливы, не только потому, что они позволяют нам предвидеть одни и те же явления, но и потому, что они обнаруживают очевидность действительно существующего отношения между абсорбцией и аномальной дисперсией. То, что есть верного в предпосылках этих теорий, является общим для всех авторов: именно — это утверждение того или иного отношения между некоторыми вещами, носящими у одних одно название, у других другое.
Кинетическая теория газов дала повод для многих возражений, на которые трудно было бы ответить, если бы мы имели претензию видеть в ней абсолютную истину. Но все эти возражения не уничтожат того, что она оказалась полезной, и это, в частности, проявилось в том, что она открыла нам истинное отношение между газовым и осмотическим давлением, — отношение, которое без того было бы глубоко сокрытым. В этом смысле ее можно назвать истинной.
Если физик констатирует противоречие между двумя теориями, одинаково дорогими ему, он иногда говорит: не станем об этом беспокоиться; пусть промежуточные звенья цепи скрыты от нас — мы будем крепко держать ее концы. Этот аргумент, напоминающий запутавшегося богослова, был бы смешон, если бы физическим теориям приписывался тот смысл, какой им придают профаны. Тогда в случае противоречия по меньшей мере одна из них должна была бы быть признана ложной. Это не необходимо, если искать в них только то, что следует искать. Может случиться, что и та и другая теории выражают действительные отношения, а противоречие лежит лишь в символах, в которые мы обрядили реальность.
Если кто-нибудь найдет, что этим слишком суживается область, доступная ученому, я отвечу: те вопросы, которых мы вам запрещаем касаться и о которых вы сожалеете, не только неразрешимы — они призрачны, они лишены смысла.
Пусть какой-то философ претендует на то, чтобы объяснять все физические процессы взаимными столкновениями атомов. Если бы он просто хотел этим указать, что в области физических явлений имеют место такие же отношения, как в случае взаимных столкновений большого числа шаров, и ничего более, то его утверждение было бы доступно проверке и могло бы оказаться справедливым. Но он хочет сказать еще нечто сверх того; и нам кажется, что мы его понимаем, потому что нам представляется, будто мы знаем, что такое удар; а это почему? просто потому, что мы часто видели, как играют на бильярде. Станем ли мы думать, что бог, созерцающий свое творение, испытывает те же ощущения, что и мы при виде бильярдной партии? Если мы, с одной стороны, не хотим вкладывать в рассматриваемое утверждение столь странный смысл, а с другой — отказываемся от только что данного ограничительного толкования, которое является правильным, то это утверждение теряет всякий смысл.
Гипотезам подобного рода свойствен лишь метафорический смысл. Ученому нет надобности воздерживаться от них, подобно тому как и поэт не избегает метафор; но он должен ясно сознавать их истинное значение. Они могут быть полезны как средство достигнуть известного умственного удовлетворения; они безвредны, пока остаются безразличными гипотезами.
Предыдущие соображения разъясняют нам, почему некоторые теории, считавшиеся оставленными и бесповоротно осужденными опытом, вдруг возрождаются к новой жизни. Причина здесь та, что они выражали реальные отношения и не утратили этого свойства даже после того, как мы по тем или иным основаниям сочли нужным выражать те же отношения другим языком. Таким образом, они сохраняли некоторую скрытую жизнеспособность.
В течение последних пятнадцати лет, что было более смешного, наивного и устарелого, чем жидкости Кулона? И вот они теперь возрождаются под именем электронов. Чем отличаются эти постоянно наэлектризованные частицы от электрических частиц Кулона? Правда, у электронов электричество имеет носителя в виде некоторого крайне незначительного количества материи; иными словами, электроны обладают массой (впрочем, в настоящее время оспаривается и это их свойство). Но и Кулон не отрицал у своих жидкостей свойства обладать массой или по крайней мере делал это неохотно. Опрометчиво было бы утверждать, что вера в электроны более не померкнет; тем не менее было любопытно констатировать это неожиданное возрождение.
Но наиболее поразительным примером является принцип Карно. Карно установил его, исходя из ложных гипотез. Когда обнаружили, что теплота не обладает свойством неуничтожаемости, но что она может быть преобразована в работу, идеи Карно были совершенно оставлены; но затем Клаузиус возвратился к ним и доставил им окончательное торжество. Теория Карно в ее первоначальном виде выражала рядом с верными отношениями также и другие, которые были неточны, являлись обломками старых идей; но присутствие последних не нарушало реальности первых. Клаузиус просто откинул эти последние, как срезают у дерева засохшие ветви, и в результате появился второй основной закон термодинамики. Это были все те же отношения, хотя по крайней мере внешне они были отношениями уже между другими предметами. Даже рассуждения Карно не потеряли от этого своей пригодности — они ошибочно применялись к ложному содержанию, но форма, т.е. самое существенное, была правильна.
Из предыдущего выясняется также значение общих принципов, каковыми являются принцип наименьшего действия и принцип сохранения энергии.
Эти принципы имеют весьма высокую ценность; они были получены путем отыскания того, что является общим элементом в множестве физических законов; поэтому они образуют как бы квинтэссенцию бесчисленной массы наблюдений. Однако из их общности вытекает следствие, на которое я обращал внимание читателя в главе VIII и которое состоит в том, что они не могут не подтвердиться. Так как мы не можем дать общее определение энергии, то принцип сохранения энергии просто означает, что существует нечто, что остается постоянным. Если так, то сколько бы новых сведений о мире ни дал нам будущий опыт, мы заранее уверены, что будет нечто, остающееся постоянным, что мы сможем назвать энергией.
Значит ли это, что рассматриваемый принцип лишен смысла, что он обращается в тавтологию? Нисколько: он означает, что различные вещи, которым мы даем наименование энергии, связаны истинным сродством; он утверждает между ними реальное отношение. Но если принцип имеет смысл, то он может оказаться ложным; возможно, что мы не имеем права распространять до бесконечности область его применения, и тем не менее оправдание его, пока он рассматривается в узком смысле слова, является заранее обеспеченным. По какому же признаку мы узнаем, что достигнут крайний предел его законного распространения? Просто потому, что он перестанет быть нам полезным, т.е. перестанет давать нам возможность верно предвидеть новые явления. Тогда мы будем уверены, что утверждаемое отношение не является уже реальным, ибо иначе оно было бы и плодотворным; опыт, не противореча непосредственному новому расширению принципа, тем не менее осудит его.
…
9 В подлиннике une molecule. — Примеч. ред.
10 Следующие строки представляют собой частичное воспроизведение предисловия в моей книге «Термодинамика».
…
15 Стоящий во французском тексте термин image переводчики издания 1904 г. (А.И. Бачинский и Н.М. и Р.М. Соловьевы) и издания 1906 г. (А.В. Чернявский) перевели по смыслу: символ. — Примеч. ред.
Цит. по: Пуанкаре А. О науке: Пер. с фр./Под ред. Л.С. Понтрягина. — 2-е изд., стер. — М.: Наука. Гл. ред, физ.-мат. лит., 1990.
Выделения полужирным в тексте (т.е. не учитывая имитацию заголовков) мои.
В качестве наглядной прикладной иллюстрации описанной проблемы могу предложить задачу оценки энергоёмкости фундаментального процесса нервной деятельности — торможения.
Комментарии
Спасибо.
- Это - МЫСЛЬ.
Отлить в граните! и дилетантам биться лбом об этот постамент при малейшем позыве излить сок мозга, в т.ч. и на АШ.
На три буквы. Начните с ВОС. Хотя вероятно придётся вернуться к ВСС.
Все так Берес. Только вот беда, пространство понятий построено таким образом, что любой запрещенный кусочек немедленно превращает науку в догму, а теории в священное писание. Встает насущный вопрос:"Зачем нам ДВА священных писания?".
А не надо абстрактно теоретизировать за все хорошее против всего плохого.
Если речь идет о научном сообществе, состоящем из ученых и профанов (тоже ученых, но с более широким кругозором, чем узкие "ученые") - то никакие догмы там не могут прижиться по определению. Пузыри вроде флогистона или воспитания березы на грабе лопаются там за пару десятков лет максимум и только при поддержке внешних сил, обычно же доживают только до выхода следующего номера журнала.
Если речь о БЫДЛЕ, дилетантах, образованщине, дураках, уверенных, что все знают, а чего не знают, того и не существует - то вот тут должен быть в полной мере запрет, не то что флудить на АШ, вообще дышать через раз, а перегаром - так только в противогаз.
То, что Вы написали - не более, чем мнение второй категории насчет первой, потому что вторая категория не может судить первую, иначе, чем по себе самой. Да, есть немало проходимцев и дураков среди "научных сотрудников", т.е. второй категории, мимикрировавшей под первую. Счастье для нашей науки, что случился облом и сисильзьма рухнула, а вместе с ней 90% "научных сотрудников", попросту - балласт подались в торгаши, это их внутренняя сучность проявилась.
Сейчас соотношение быдла и ученых внутри науки - не больше 50:50 и это, я полагаю, наивысший теоретически достижимый результат. Что, в частности, незамедлило сказаться на военной науке.
В точку! Только эмпирика, только хардкор!
Специалист подобен флюсу: полнота его одностороння.(с) Хотел бы согласиться с вами, но увы, много раз пытались так сделать, ни разу ничего путного не вышло.
Вы и сами знаете, что не на всякий роток можно накинуть платок. Пустые мечты, никто кроме нас, нашего дела не сделает.
Или первой на счет второй. Они ничем не отличаются, если вы посмотрите внимательнее.
Я сужу людей по их достижениям, современным "фундаменталам" гордиться мягко говоря нечем, вот вам есть чем гордиться, но вы ведь прикладник, а им нет.
Тут сложно сказать, но по факту вы правы. Значит, наука требует чтобы раз в какой-то период "Авгиевы конюшни" чистили, не взирая ни на что.
За это скажите спасибо цветку душистых прерий Лаврентию Павловичу Берии. Если бы не его шарашки, капица(отец) всех бы сожрал, зря его что ли из англии отпускали на вольные хлеба, а так он только ландаву успел родить.
Да.
А насчет старшОго Капицы, так и на старуху ... Я знаю как его обломал один прикладник из третьесортного ВНИИ ТВЧ, причем что самое обидное - еврей, сразу после того сваливший в Израиль. Он написал личное письмо академику, по своему опыту и общей теории, что температура в нагретой плазме не более 60 тыс. К. Ответа долго ждал, еще раз написал, плюнул и написал статью в журнал - очень корректную и уважительную. Что тут началось! как смеешь ты своим нечистым рылом!
Но птичка вылетела, научная общественность сравнила аргументы отщепенца и Лауреата - и .... посмеялась. После чего П.Л. окончательно вышел в тираж.
Вот так работает
давид против голиафанаучное общественное мнение - никакие догмы и авторитеты, только Истина.Тезис о «научном общественном мнении» полезно обеспечивать демонстрацией навыка применения знания поучительной истории Чудесного Исцеления доктора Игнаца Филиппа.
Не комильфо срать в собственном блоге.
А что началось? Капицу разжаловали? Ландаву сожгли на горке из его книжек? Ничего не случилось, так покричали и успокоились, даже посуду не побили.
Только у инженеров-прикладников! Остальные грантоеды сидят с языками засунутыми в шоколадный глаз и помалкивают, а чего суетиться под клиентом, если и так не плохо кормят.
У инженеров-прикладников тоже не всё так просто и однозначно.
Проблема социальной инерции во всей красе.
Помните пример с иллюстрацией *Чуда* (!!!) наглядной демонстрации?
У них хоть есть однозначная оценка, работает устройство или нет.
Можно подумать у остальных людей ее нет? Это общее свойство систем - гомеостаз называется. Без него системы работать не могут, вообще никакие.
Для сколько-нибудь сложной системы упоминаемая оценка практически невозможна.
О перспективах *полного* тестирования читайте руководство господина Фокса (к которому, кстати, вполне применимы формулировки, которыми Вы критикуете обобщения тов. Богданова).
Помнится, о прошлом годе вычищал следы ветки, так и не допиленной до рабочего состояния. После *десяти* лет эксплуатации.
ЗЫ: Есть мнение, что жизнь можно определить как процесс подбора в направлении от систем статического равновесия к системам динамического равновесия.
Так процесс или скачок?
Ну жив человек или мертв оценить достаточно просто. Тут нам на помощь приходит гомеостаз.
Значит она никому не мешала. Мертвый код он и есть мертвый код.
Мнений много, - это ничем не хуже остальных.
«Не мешала» — преувеличение.
Пока суть да дело рекомендую Вам не полениться ознакомиться с руководством господина Дж. Фокса.
Опять не соглашусь. Изливать сок мозга некоторым удается мгновенно. ТС к примеру.
Если поцыент стремится к не-пониманию, то только получением им услуги по взысканию обеспечения счёта за забивание очевидного знания в единственную извилину *теоретически* способно поставить его на путь исправления.
Кишкомот. Но с уважением)))
И чем плоха социальная инерция? Может и вместо занудных судов с их многолетними процедурами просто "тройки" возобновить? Я не против. А не приходит в голову, что я буду председателем тройки и начну с Вас? Или видите ситуацию строго наоборот? Ну-ну.
Кто первым стал того и тапки.
Хуже будет если тройку возглавит какой-то совсем нам неизвестный человек с неясными запросами.
Бывает. Но всегда есть голодные, которым гранты не достались, есть научные журналы, никто никому рот заткнуть не сможет. Волна против глупости термояда - из каждого утюга льётся, и даже БЫДЛО поняло и вонять начало. Так что научная истина пробивает себе дорогу, не по щучьему велению, как запланировано в следующий четверг, не идеально, но вполне успешно и неотвратимо.
Если вы добавите "в течение 60 лет", то это будет более честно. Причем заметьте, собаки лают уже лет 30 как, а каравану чхать. Вот и все на что способно ваше "сообщество", не оно выделяло ресурсы на попил, не ему и прекращать то что делается.
Верно. Только термояд дискредитирует не науку, а власть предержащих. Не все осознают, но постепенно пробивается. Когда вижу Президиум РАН, сидящий амфитеатром против такого же по размеру зала с д.ч. РАН - реально тошнит. Но РАН не равно науке!
Вспоминаю своего знакомого, члена президиума - когда-то баллотировался в член-коры по одной специальности, прослышал. что по другой конкурс меньше, достал свои корочки президента общественной организации - и пролез таки без мыла в РАН. А уже там разрезвился.Ни дать ни взять троешник-абитуриент, редактор стенгазеты.
Конечно, нужно ограничить число отделений - по 10 академиков на отделение и 10 отделений, чтоб 100 штук, как во французской академии. Но при чем тут наука? А главное - при чем тут те, кто никакого отношения к науке не имеет?
Полагаю, попытка определения «науки» доставит почти так же, как предмет статьи (вопрос определения «энергии»).
Так то оно так, но на практике кто девушку ужинает тот ее и танцует. РАН ужинает практически всех, под ними только военки нет, ну и отраслевики там по мелочи типа вас, ИМХО. Я не говорю о том, что это плохо или хорошо, это - есть. Деньги сейчас мимо РАН не пронесешь, ИМХО, вот и вся наука. Я правда уже этой темой лет 10 не интересуюсь, но не заметил чтобы мои академические знакомые что-то изменили в своих привычках, как сидели на грантах так и сидят,- "науку делают".
Это вопрос не ко мне. Я что вижу, то и пою.
Ну, да. Не спорю, я как раз прикладник из военки на вольных хлебах. Не так чтобы сыт. И тем не менее, наука - это одно, а управление ею - совсем иное. И их пути постоянно расходятся, что напрямую не на пользу обществу и государству, но в более долгосрочной перспективе - не опасно. Просто потому, что "Законы ой как страшно Государства" - ничто, даже не пыль, перед ЗАКОНАМИ природы.
О сути «законов», порождённых парламентским… творчеством достаточно сказано в одноимённой главе памфлета Жана Грава.
Вот бы это к самой статье применить. Или хотя бы к тезисам, которых нету
Все вопросы к господину Пуанкаре, правда я слышал он недавно умер.
Но начинать представляется правильнее с товарища Богданова.
На предмет соотношения задач на *не*определённо-изменчивые условия с задачами на определённо-изменчивые условия.
А причем здесь ERoEI?
Типа если мы пространно, околонаучно и нудно порассуждаем про энергию, законы термодинамики и циклы Карно, под заголовком "Метафизика ERoEI" или что вы там имели ввиду, так сразу ERoEI станет научным понятием чтоли?
ERoEI имеет смысл только в первоначальном значении, для живых организмов. Это соотношении полученной организмом энергии в виде пищи к произведенной работе. Это и есть базовое понятие ERoEI. Повторяю красным - работает только для живых организмов.
В шестидесятых годах двадцатого века нефть стала не самым главным и практически единственным удобным источником энергии. Появились атомные электростанции, началась активная разработка термоядерных реакторов и у нефтяных корпораций замаячила перспектива потерять диктат цен на энергоносители. И здесь как нельзя кстати пригодилось научное исследование муравьишек и прочих тараканов на предмет производимой работы в зависимости от жратвы. Оказалось, что животинки дохнут от работы, если ее не компенсировать нужным количеством килокаллорий пищи -ERoEI. Соотношение полученной энергии к затраченной. Корпорации просто заявили: ERoEI работает и для энергоносителей тоже и для нефти он самый высокий из доступных.
ERoEI нефти-100. Все остальное курит и сопли вон на кулак мотает.
А это-наглая ложь. Во первых это не имеет смысла, поскольку нефть никто в здравом уме не использует для получения энергии. Используют производные нефти-мазуты, бензины и прочие солярки. А их ERoEI не может быть выше 15. И это еще никто никогда не считал энергию, затраченную на производство нефтеперерабатывающих заводов, бурильное оборудование и научную разработку всех этих гидроочисток, вакуумных перегонок и всего сопуствующего. Как это посчитать? Да никак.
Во вторых умные корпорации при озвучивании своих рекордных показателей ERoEI забывают про законы термодинамики. Литр нефти при сжигании дает стопицот килоджоулей тепла? Прекрасно! Пересчитываем по простой формуле в киловатты! Итого литр нефти дает при сжигании 12 киловатт! И идите все лесом! То, что из этих сожженых киловатт работу производит дай бог треть в любом двигателе-несущественно. Как посчитать потери в виде тепла? Никак почему-то. Тепло же тоже полезная энергия-даром что в двигателях генераторов рассеивается куда попало.
И вот по вышеперечисленным причинам ERoEI как научное понятие может применяться только к биологическим объектам. В сегодняшнем, традиционном значении ERoEI смысла не имеет просто из-за невозможности приведения энергоносителей к единой системе исчисления, невозможности учесть затраченную энергию на НИОКРы, потерянную в двигателях в виде тепла и так далее и тому подобное.
Отсюда вывод: ERoEI есть жульничество корпораций для поддержания статус кво в их диктате как минимум ценообразования.
Т.е. сложность (невозможность) расчета количественных характеристик отрицает явление? В данном случае, под явлением понимается необходимость положительного баланса добытых ресурсов к потраченным, как условие существования системы.
Расчет EROEI энергоносителей не сводится к подсчету количественных характеристик, как многим бы хотелось. Это приведение разных видов энергии к единому знаменателю. Электроэнергия в киловаттах сравнивается с теплом в джоулях. На бумаге оно просто, знай только формулу, а по факту при преобразовании тепла в электричество теряется 2/3 тепловой энергии. Ну и давайте теперь расскажите мне, какой EROEI у нефти? Ну серьезно? Ведь дело-то в том, что это зависит, для чего и какая именно энергия нужна в данный момент! Да, для обогрева какого-то сооружения EROEI нефти где нибудь в тундре рядом со скважиной EROEI нефти равен и 100 и может больше, а в Саудовской Аравии мне надо нефть сначала переработать в бензин, потом получить электроэнергию, потом преобразовать ее в холод в кондиционерах например. Холод, если что, это тоже тепло. Но в данном случае тепла сгорания нефти мне не надо и близко, нужны другие характеристики и количественные и качественные. Какой EROEI в данном случае? Это ведь меньше единицы далеко. Почему тогда для нефти считается EROEI по теплоте сгорания и в мегаджоулях, а для солнечных, например, панелей-по электроэнергии и в ваттах? Не правильно бы было учитывать КПД генераторов и умножать EROEI панелек сразу на три?
Замечательный памятник антропоморфизму категории причинно-следственных связей.
Этот набор красивых слов с претензией на научность просто для того чтобы скрыть, что король-голый?
Причин для высокопарного наукообразного словоблудия кроме прикрытия собственного непонимания темы попросту нет.
Я повторяю вопрос: для корректного высчитывания EROEI необходимо учитывать 1) КПД генераторов и 2) тип энергии. Некорректно сравнивать энергию теплоты сгорания и электрическую энергию напрямую, поскольку тепло в электроэнергию невозможно перевести без потерь. Да или нет?
Мастер проекции в чятике спешит продемонстрировать восхитительную уверенностьв том, что использование ярлычка «высокопарное наукообразное словоблудие» замаскирует его невежество и банальную неспособность понять аргументацию оппонента?
Попробуйте начать с задачи обоснования методик сравнения.
Особенно корректно требование учёта КПД электрогенератора в случае популярной цеэуропэйской практики обогрева электричеством.
>ERoEI есть жульничество корпораций для поддержания статус кво в их диктате как минимум ценообразования.
Полностью согласен. Ерой этот ерунда полнейшая, нужная только углебесам для доказательства исключительности своих углеводородов.
Кукушка хвалит петуха…
И пофиг как на отрицание принципа монизма научного знания, так и на метрологическую… сомнительность утверждений (тезис о применимости модели ERoEI к живой материи должно обеспечить описанием методик учёта энергоёмкости нервной деятельности).
Вы поинтересуйтесь, как вообще появился сам термин ERoEI. И окажется что описание научных методик ни к чему.
а вот с принципом монизма научного знания вы прям в точку. Но сначала давайте применим его к самому ERoEI. Итак, все разнообразие объектов должно быть в соответствии с принципом монизма приведено в единую систему координат.
Для энергоносителей такая система есть. Поскольку энергоносители сильно разные, удобство и соответсвие моменту и месту их применения, и главное, виды получаемой энергии очень и очень разные, зачастую слабосоприкасаемые, то единый знаменатель эффективности энергоносителей - барабанная дробь-себестоимость!!!
А как по другому привести к единому знаменателю атомную энергетику и энергию двигателя внутреннего сгорания?
Ни один дурак не будет продавать энергию ниже себестоимости ее производства, а там, учитывается все-и энергия на строительство зданий и сооружений и на амортизацию и на обеспечение энергией рабочих и НИОКРы- все, асе и все, и даже то, что никакой ERoEI добраться не в состоянии. И даже с верхом и умноженное на два для верности (и прибыли, да).
Но удивительное дело-такой универсальный принцип отвергается корпорациями. Когда дело касается энергоносителей сразу себестоимость становится неинтересной и ее место занимает ERoEI. Да, он неудобный, в разной системе координат и непонятно, как его считать и что учитывать, но лучше он, ERoEI, но никак не себестоимость. Тонны оправданий этому придумали, и мол физика, а не экономика, нефиг смешивать, и всякое другое-главное, не считайте ро себестоимости-это ненаучно! И монизм тоже, кстати-херня полная, когда надо.
Ну-ну.
Какая прекрасная логика.
Барабанная дробь…
А вот скажите пожалуйста: в каких попугаях Вы собираетесь измерять «себестоимость»?
Мне без разницы в каких попугаях вы будете считать, можете хоть в литрах нефти. Смысл в том, что себестоимость априори учитывает все без исключения энергозатраты на производство энергии-любой, а EROEI-нет. Он учитывает только те затраты энергии, которые удобно в данный момент считать для получения заранее известного ответа. Надо показать, что солнечные панели неэффективны, сразу говорим "они не выработают энергии столько, сколько затрачено на их производство". Да в натуре??? В атомная электростанция с килотоннами бетона (гигантские затраты тепла только на бетон, не говоря о перелопачивании мегатонн пустой породы для получения мало-мальски пригодной руды))-производит? Точно? А если один завод выпускает миллион 200 ваттных панелек за год? В курсе что они способны за год выработать электроэнергии где нибудь в Сахаре как средняя европейская страна? Или как пара атомных электростанций? А, у нас не Сахара... Ну ясненько. EROEI -интересная штука:здесь считаем, здесь не считаем, сюда я рыбу заворачивал.
И это при том, что лично я считаю панели баловством...
Матёрый пропагатор.
Пятой точкой чует опасные термины.
Не хотите обсуждать единицы измерения — ладно.
Давайте описание методики расчёта себестоимости.
Какие в задницу единицы измерения в подсчете EROEI? Вы курсе что это отношение полученной энергии к затраченной? Просто по заголовку-то я подумал что в курсе... Так вот в данном случае абсолютно без разницы в каких единицах эта энергия измеряется.
Но вам нравятся попугаи же-измеряйте!
Поцыент закономерно упорствует в демонстрации приверженности дуализму и не допускает мысли о кощунственном вопросе о единице измерения «себестоимости».
Разве не удельное энерговыделение? Зачем мне вообще себестоимость в таких делах, мне нужно энерговыделение с единицы объема, все остальное потом.
Тс-с-с-с…
Всю еду распугаеш-ш-шь…
Вы путаете теплое с мягким. EROEI это коффициент. Это когда затратили одно количество энергии, а получили другое. Затратили литр нефти, получили пять, затратили куб дров, получили три. Получается данном примере, что EROEI нефти пять, а дров-три. Какая разница, что у них разное энерговыделение, если мы не его считаем, а коэффициент?
Так вот непонятно, как при помощи литра нефти получить пять. То есть понятно, что мне условно нужны трубы, буры, насосы и нефтепроводы. Заводы и моторы. Города. Непонятно, сколько литров нефти затрачено на строительство всего этого? И работает ли оно вообще без инфраструктуры. Нахрен вообще эта энергия, когда ее не на чем использовать? Тогда почему не считать в энергобалансе все вообще? Автозаводы, автомобили и институты? Но ведь не считают.
Тут вы совершенно правы, только к деньгам это вообще никакого отношения не имеет. Однако, пока об это только благие разговоры идут, посчитать полный цикл энергобаланса не может никто.
Потому, что не могут. Что могут то и считают. Инфраструктуру обычно вообще никто не считает, чего ее считать, раз есть то и хорошо, зеленчуки на этом целый бузинес построили, но это совсем другая история.
Страницы