Но это только в системе без диссипации. При наличии диссипации (из-за открытости системы или космологических причин) третий вариант исключается. Разве не так?
Не понял этого высказывания. Мы говорим, вроде, о статфизике. Разве бывают статфизические системы, на микроуровне имеющие диссипацию?
Термодинамику знаю на дилетантском уровне
Я тоже. Со статфизикой знаком получше. И некоторые вещи с детства втемяшились в голову прочно, в основном по части аксиом.
Рассмотрим идеальное зеркало, помещенное в термостат. Пусть от зеркала отражается все. Сделаем из этого зеркала ящик. Внутри этого ящика должно быть равновесное излучение, но для идеального зеркала это невозможно. Значит, всякое зеркало должно поглощать, и действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости должны быть связаны некоторым соотношением, дающим планковскую кривую в равновесии.
Тут такое дело. Если зеркало хоть что-то поглощает, то излучение в
стремится к нулю. Это, конечно, тоже равновесное излучение :-) но формулу Планка из него не вытянешь. Значит, зеркала должны не только поглощать, но и излучать, а значит, иметь какую-то температуру. Другой вариант: пусть излучение уходит в нуль, но по дороге принимает планковскую форму. В любом случае, не вижу, как сюда диэлектрическую проницаемость притянуть.
-- 28.11.2014 13:25:02 --Вот, что для меня остаётся непонятным: есть ли у момента, когда молекулы собрались в одном углу, противоположный момент, когда молекулы разлетелись по всему сосуду, полетали по нему и вдруг начали "обратное" движение в угол?
Если такой момент существует, то и в нём мы, получается, не сможем правильно определить направление стрелы времени. И в одном, и в другом направлении мы увидим одинаковое движение, но уже от состояния с высокой вероятностью к состоянию с низкой вероятностью.
Что будет делать наш компьютер в этот момент времени? Если в него заложена программа, которая обязывает его "отслеживать время", связанное с увеличением энтропии (надеюсь, я правильно употребил термин), то он будет в ступоре, ведь и в одну, и в другую сторону энтропия уменьшается.
В первой фразе задан вопрос, на который ответ положителен: да, возможно такое, что молекулы "вдруг начали обратное движение в угол".
Но дальше вы ошибочно думаете про предысторию такого состояния. Вы думаете, что если "молекулы вдруг начали обратное движение в угол", то перед этим они как раз разлетелись из угла. И в какую сторону ни пойди, ни в плюс по
ни в минус, энтропия будет уменьшаться.
А на самом деле, ситуация другая. Если "молекулы вдруг начали обратное движение в угол", то перед этим они никак не могли
только что разлететься из угла. Вместо этого, они должны были долгие эпохи и эоны - болтаться по сосуду с газом, везде равномерно. И поэтому, вперёд по времени - энтропия уменьшается, а назад по времени - нет. И компьютер будет не в ступоре, он просто определит направление времени неправильно, с точностью до наоборот.
А четвёртый вариант, когда и при
и при
бардак уменьшается, возможен?
Нет, невозможен.
-- 28.11.2014 13:27:30 --Процитирую своё сообщение:
Начните с классической (= неквантовой) статистической термодинамики.
Замкнутая система движется по какой-то траектории в своём фазовом пространстве. Существует теорема, по которой система всегда обречена возвращаться в состояние, близкое к исходному. Таким образом, утверждение о росте энтропии и наступлении равновесия - верно только в среднестатистическом смысле: система больше всего времени (в течение цикла возвращений) будет проводить в состоянии с наибольшей энтропией. Она быстро и с большой вероятностью перейдёт в это состояние, и только изредка с малой вероятностью будет выходить из этого состояния. Собственно, понятие энтропии - это просто понятие вероятности состояния, а точнее, логарифма от неё. В этом смысле, утверждение о росте энтропии - банальность.
Физически оказывается, что для даже сравнительно небольшой системы, пространство состояний оказывается настолько большим, что "полный цикл" совершается за время намного больше времени существования Вселенной. То есть, мы наблюдаем только "начальную часть" этого цикла: система переходит в состояние с наибольшей энтропией, и в нём остаётся.
Состояние с наибольшей энтропией - это не какое-то однозначно заданное состояние, это область в фазовом пространстве, причём область, имеющая наибольший объём, то есть, наименее однозначно заданная (по сравнению с другими такими областями). Система, попав в это состояние, не перестаёт двигаться, а продолжает блуждать в фазовом пространстве, и этому соответствуют непрекращающиеся движения и взаимодействия частиц. Просто эти движения не меняют того, как система выглядит "издалека", на макроскопическом уровне (например, везде усреднённо однородная плотность и кинетическая энергия частиц), и воспринимаются нами как то, что система остаётся в одном состоянии. Такие движения называются тепловыми движениями и колебаниями. Они беспорядочные, в том смысле, что мы не можем отследить, ни из каких причин они происходят, ни к каким последствиям они приводят, потому что мы наблюдаем систему "издалека", и все причины и последствия для нас сливаются в одно состояние термодинамического равновесия. Но если бы мы наблюдали систему в микроскоп, то мы бы заметили, что, скажем, одна помеченная частица то приобретает, то теряет энергию, совершает работу над другими частицами, и над ней совершают работу.
Дальше, если в этой картине перейти к квантовому описанию, то частицы заменятся на квантовые частицы, движения точек - на движения волновых функций, взаимодействия - на квантовые взаимодействия. Но суть останется та же: на микроуровне, отслеживая состояние системы с точностью до отдельных частиц, система возвращается в исходное состояние (на квантовом уровне это утверждение даже точнее, чем на классическом), а понятия теплового равновесия и энтропии просто очерчивают часть пространства состояний (здесь уже квантовых состояний), у которой наибольший объём, и поэтому наибольшая вероятность пребывания в ней. Система, попав в эту часть, продолжает движение.