Понятие необратимости течения времени возникает только при рассмотрении систем с большим числом частиц. Тогда приходится отказаться от использования, причем вынужденно, микропараметров. При таком подходе большое число частиц приводит к качественно новому состоянию – к одной лишь последовательности процессов во времени (выравнивание температур в изолированной системе и т.д.). Машинный эксперимент с 1000 шариками-атомами показал, что независимо от начальных условий система приходит в состояние с равномерным распределением частиц в пространстве. Откуда же берется это новое качество в системе частиц?
Дело здесь в том, что частиц стало много и начальные условия в таком случае самые разнообразные и в постановку задачи нужно внести элемент случайности! Если машину заставить обратить время (t ® -t), то она снова «соберет» все частицы в их начальные положения, но с точностью до ошибок вычислений! Чтобы процесс стал необратимым, необходимо ввести в расчет дополнительные элементы случайности: надо учесть, что частицы имеют конечные размеры, и их соударения в этом случае будут в основном нецентральные, и молекулы стенок сосуда хаотично движутся. В таком случае расчет показывает, что данный процесс необратим.
Получается парадоксальный вывод: появление направленности процесса в системе многих частиц есть следствие случайности! Здесь появляется вероятностный элемент, которого не было в классической физике. Но ведь, даже и задача трех тел тогда не решается, что же говорить о системе многих частиц? Детерминистский принцип в таком случае для многих частиц не применим! В итоге к тому же разные начальные условия приводят к одному и тому же конечному макрорезультату. Количество переходит в качество!
Если состояние системы меняется в определенной последовательности, то эту последовательность естественно связать с направленным течением времени, т.е. ввести понятие «стрела времени». Если обратный процесс не наблюдается, то значит нельзя изменить и знак времени! В «отрицательном времени» события не происходят.
Каждому состоянию системы отвечает значение энтропии S(t), причем, изменения её во времени для необратимых процессов, например, при диффузии «чужеродных» атомов – необратимый процесс - возрастает, то есть dS/dt > 0 , что является одной из формулировок II начала термодинамики и следовательно, dS > 0, и должно всегда выполняться условие dt > 0. Поэтому утверждение о направленности времени приобретает фундаментальный смысл.
Следовательно, показателем направленных необратимых перемен в системе является мера возрастания энтропии во времени. Причем, энтропия характеризует как пространственное распределение частиц, так и пространственное распределение энергии, то есть она зависит от двух важнейших макропараметров сложной системы. Получающиеся при этом уравнения состояний системы уже неинвариантны относительно времени.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему