Глава 5. Система, вещество и энергия
В отличие от предшественников, теологов и философов, мы будем строить наше доказательство, опираясь на законы физики с привлечением, при необходимости, данных других наук.
А для этого, рискуя сильно сократить читательскую аудиторию (кому захочется почувствовать себя вновь за школьной партой?) придется ненадолго погрузиться в физику и некоторые смежные с ней области науки. Можно было бы без этого обойтись, – мы бы, непременно, так и поступили. Но… Невозможно перейти брод, не замочившись. Невозможно формулировать доказательство на основе физики, не понимая язык физики. Единственно, чем мы можем утешить читателя, что наш экскурс будет по возможности кратким и не заумным.
В этой главе мы рассмотрим такие необходимые для доказательства понятия, как «система», «вещество» и «энергия».
Система
Системой называют совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство.
Примером системы является совокупность небесных тел, сгруппированных возле Солнца и связанных гравитационными силами. Она так и называется: Солнечная система.
Системами являются: атом вещества, человек, планета Земля, Галактика, вся Вселенная в целом. Вообще любой материальный объект является системой. Почему? Да потому что все материальные объекты состоят из составных частей, элементов, частиц.
Если бы существовал цельный и неделимый объект, не имеющий внутри себя составных частей, его нельзя было бы назвать системой – это был бы просто единичный объект. Но такого объекта в материальном мире нет. Все материальные объекты – это системы.
Существует специальная научная дисциплина – Теория систем, которая изучает виды и типы систем, основные принципы и закономерности их функционирования и развития. В рамках этой дисциплины различают, например, системы биологические, термодинамические, социальные, механические. Для целей нашего доказательства значение имеют два вида систем: открытые и изолированные.
Изолированные системы, в отличие от открытых, не имеют возможности обмениваться веществом или энергией с другими системами или окружающей средой.
Примером механической изолированной системы являются механические часы, у которых потерян ключ. Отсутствие ключа делает невозможным поступление в них энергии извне.
С точки зрения термодинамики, изолированная система – это система, для которой невозможен обмен энергией с внешней средой путем совершения работы.
Примером термодинамической изолированной системы является термос, стенки которого устроены таким образом, что изолируют содержимое от внешней среды, препятствуя оттоку тепловой энергии.
Большинство систем можно назвать изолированными только условно, потому что в реальных условиях трудно обеспечить абсолютную изоляцию. Например, как бы ни был хорош термос, кофе в нем рано или поздно остынет вследствие утечек тепла. Термос – несовершенная изолированная система.
Вообще в мире все взаимосвязано, и любая система, как бы тщательно мы ее не изолировали от других, все равно каким-то образом взаимодействует с ними.
Единственным исключением является сама Вселенная, которая представляет собой абсолютно изолированную систему. Вселенная не может ни с чем взаимодействовать, поскольку по определению помимо нее ничего больше нет. Во всяком случае, ничего материального.
Взаимодействовать ей просто не с чем. Вселенная – абсолютно изолированная система.