Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Все это несколько необычно, потому что, с одной стороны, процедура выглядит умозрительной: форма ячеек не имеет значения, важна только площадь, из-за чего возникает ощущение, что ячейки какие-то «ненастоящие» (да и наносить их предлагается на воображаемую плоскость!). С другой стороны, разнообразные экспериментальные проверки, начиная с пионерских результатов Тетроде и Саккура, свидетельствуют, что пары ртути, и далеко не только они, «прекрасно осведомлены» о ячейках с площадью, точно равной h, на каждой Плоскости действия. Но как же фиксированные площади ячеек могут входить в устройство вещей? Ведь речь идет о движении – например, тех самых атомов ртути, которые, казалось бы, делают «что хотят» и которые решительно невозможно принудить к какой-то дискретности на воображаемых плоскостях, да еще с учетом только заданной площади, но не формы.

Взглядам на мир предстояло поменяться. Развитие представлений о внутреннем движении привело к впечатляющим результатам, один из которых состоял в крепнущем осознании, что «там что-то не так» – что для самого движения внутри вещей действуют какие-то другие правила. Весной

того же – «планковского» – 1900 года лорд Кельвин выступил перед Британской ассоциацией по развитию науки с речью «Тучи XIX столетия над динамической теорией тепла и света», расширенный вариант которой был затем опубликован под тем же названием (рис. 9.16) [84]. Первые слова и выступления, и статьи говорили о двух совсем разных видах движения:

Красоту и ясность динамической теории, согласно которой тепло и свет – это виды движения, в настоящее время затмевают две тучи.

Рис. 9.16.

Слева: первая страница статьи Кельвина «Тучи XIX столетия над динамической теорией тепла и света». Справа:

памятник Уильяму Томсону (с 1866 г. – сэр Уильям Томсон, а с 1892-го – барон Кельвин; титул отчасти отражал его вклад в науку о теплоте и энтропии, а отчасти его политическую позицию)

Ясную

картину мира затмевали две тучи (или, в зависимости от умонастроения переводчика, омрачали два облака): сложности с законами теплового излучения и не вполне понятные свойства распространения света. Вторая «туча» – предвестник теории относительности (прогулка 5), до появления которой оставалось пять лет. Первая же – предвестник квантовой механики; создание ее во всей полноте потребовало больше времени, но самая первая квантовая формула – закон теплового излучения – появилась уже в декабре. Науку о движении ожидали большие перемены.

Добавления к прогулке 9

Определение энтропии «из теплоты». К определению энтропии можно прийти (и это сделал главным образом Клаузиус), развивая рассуждения Карно и оперируя теплом/теплотой (это энергия) и температурой (это то, что одинаково у тел, между которыми тепло не перетекает).