محمدکاظم کاظمی


+ ناله در کوهسار (3) ـ قانون دوم ترمودینامیک

نه. گمان نکنید که این وبلاگ تغییر ماهیت داده است، یا من پای در کفش علمای فلسفه و کلام کرده‌ام. در این شبهای ماه مبارک و بیدار ماندن تا سحر، فرصتهایی دست داد که بعضی تأملات و نکاتی را که سالها در ذهن داشتم، به نگارش درآورم. شاید این فرصت باز دست ندهد و بعد از ماه مبارک و شروع جلسات شعر و کارهای ویراستاری، باز بر سر همان مباحث برگردم. به هر حال تأکید بر این حقیقت ضروری است که اگر در عرصه‌های ادبیات و نگارش و بیدل‌شناسی گاهی کسوت آموزگاری می‌پوشم (و البته همین هم خالی از جسارتی نیست) در این عرصه فقط دانش‌آموزی هستم که سؤالها و یا کشفهای کودکانه خود را طرح می‌کند، به این امید که برای پرسشها پاسخ بیابد و کشفها را با دیگران در میان بگذارد.

قریب به سی سال پیش بود که من کتاب «یک، دو، سه، بی‌نهایت» ژرژ گاموف را خواندم، با ترجمة احمد بی‌رشک. این از بهترین کتابهایی بوده است که در عمرم خوانده‌ام. با این کتاب آگاهی‌ام از جهان پیرامون (از نظر علمی) بسیار گسترش یافت. در این کتاب از اتم بگیرید تا کهکشان و از نظریة اعداد بگیرید تا قوانین نسبیت انشتین توضیح داده شده است. یک کتاب علمی است برای شناخت جهان، با زبان ساده و بسیار جذاب. هم‌نسلان من اگر اهل مطالعه بوده باشند، حتماً در نوجوانی نام این کتاب به گوششان خورده است یا خود آن را خوانده‌اند.

یکی از مباحث بسیار جذاب در این کتاب، قوانین ترمودینامیک بود، به ویژه قانون دوم آن که یک شناخت ویژه از نحوة مبادله و توزیع انرژی در جهان می‌دهد. از همان زمان فکری به ذهنم جرقه زد و آن این که این قانون دوم ترمودینامیک می‌تواند برهانی قوی برای وجود خالق برای این جهان باشد. ولی آن وقتها این فکر را جدی نگرفتم، به ویژه که در میان کتابهای آموزش مسایل دینی چه در مدرسه و چه کتابهایی که علمای دین تألیف کرده‌ بودند، نشانی از این برهان نیافتم.

 


چند سال پیش و هنگام ویرایش کتاب ارزشمند «تجلی خدا در آفاق و انفس» از علامه صلاح‌الدین سلجوقی باز به همین اصل برخوردم. آنجا علامه سلجوقی در میان دلایلی علمی که از قول دانشمندان علوم طبیعی برای اثبات وجود خداوند ذکر کرده است، چند جای به این قانون اشاره می‌کند و آن را از براهین وجود خالق هستی می‌شمارد.

اکنون وقتی دوباره به این قانون و نتایج آن می‌اندیشم، می‌بینم که به راستی این برهانی قوی برای حادث بودن جهان است و حادث بودن هم البته ضرورتاً وجود یک خالق را ترسیم می‌کند. مسلماً دلایل برای حدوث جهان بسیار است، به ویژه دلایل فلسفی، ولی آن دلایل غالباً غیرملموس است. حسن این دلیل این است که کاملاً محسوس و عینی است.

اما این قانون طلایی چیست؟ بگذارید به جای شرح فنی موضوع، قضیه را با یک مثال روشن کنم. اگر ما یک حبه قند را در پیاله‌ای آب بیندازیم چه رخ می‌دهد؟ این قند به طور طبیعی در آب حل می‌شود و برای این کار، نیاز به محرّک خاصی هم نیست. مسیر طبیعی همین است که قند در آب حل شود. حالا برعکس، اگر پیاله‌ای آبِ شیرین که قند در آن حل شده است داشته باشیم، می‌توانیم انتظار داشت که این  محلول به طور طبیعی به یک حبه قند و یک پیاله آب خالص تبدیل شود؟ یعنی قند آن جدا شود و آب آن جدا؟ چرا چنین نمی‌شود؟

مثال دیگر. شما تعدادی مهرة سفید را در یک طرف یک سبد بچینید و تعدادی مهرة سیاه را در طرفی دیگر. بعد سبد را تکان بدهید. مهره‌ها با هم مخلوط می‌شوند و ما یک مجموعه سیاه و سفید خواهیم داشت. آیا می‌توان انتظار داشت که با همین تکان‌های پیاپی، بالاخره این مخلوط مهره‌های سفید و سیاه، باز همانند اول، به شکلی منظم از هم تفکیک شوند؟ سیاه‌ها یک طرف بروند و سفیدها یک طرف؟

شما یک نصف لیوان آب جوش و نصف لیوان آب سرد را روی هم بریزید. حاصل آن یک لیوان آب شیرگرم (ولرم) است. حالا می‌توان انتظار داشت که یک لیوان آب شیرگرم خود به خود به نصف لیوان آب جوش و نصف لیوان آب سرد تبدیل شود؟

ملاحظه می‌کنید که بعضی چیزها در این جهان برگشت‌ناپذیر است. قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید که مبادلات انرژی در جهان شکل برگشت‌ناپذیر دارد. این قانون می‌گوید که انرژی از سطح بالا به سطح پایین می‌آید و ما از آن استفاده می‌کنیم. اما خود به خود دوباره به سطح بالا نمی‌رود تا دوباره استفاده شود. آب پشت سد به این طرف جاری می‌شود و توربین تولید برق را می‌چرخاند. اما نمی‌شود که لااقل بخشی از آن آب خود به خود به آن طرف برود تا بتوان همین کار را ادامه داد، همان گونه که آن قند حل شده خود به خود به شکل اول بر نمی‌گردد و آن مهره‌ها نظم اول را نمی‌یابند.

اگر این کارها عملی می‌بود، تبدیل انرژی در جهان یک سیر چرخشی می‌داشت. مردم می‌توانستند آب معمولی رودخانه را بگیرند؛ نیمش را به آب جوش تبدیل کنند و نیمش را به یخ. آب جوش به درد شوفاژ و فن‌کوئل و حتی به راه‌انداختن ماشین بخار می‌خورد و یخ را دور می‌انداختند تا آب شود.

شاید شما بگویید که نه، بسیاری از فرایندهای تبدیل انرژی حالت چرخشی دارد. آب پشت سد به رودخانه و دریا می‌رود. بعد بخار می‌شود و تشکیل ابر می‌دهد و دوباره می‌بارد و پشت سد جمع می‌شود و باز به ما برق می‌دهد. این فرایند همچنان قابل تداوم است. بله، قابل تداوم است، اما با کمک یک منبع انرژی از بیرون، یعنی خورشید که آن آب را بخار می‌کند. اگر خورشید نبود، هیچ امکان نداشت که مثلاً نیمی از آب دریا خود به خود بجوشد و بخار شود و ابر تشکیل دهد و نیمی دیگر به یخ تبدیل شود.

اما خود خورشید هم یک منبع زوال‌‌پذیر است و طی یک فرایند هسته‌ای برگشت‌ناپذیر نور تولید می‌کند. در این فرایند، چهار اتم هیدروژن یکی می‌شوند و یک اتم هیلیم می‌سازند و در این واکنش هسته‌ای، مقداری انرژی ایجاد می‌شود که به صورت نور به ما می‌رسد. اما آنجا هم قانون دوم ترمودینامیک حاکم است، یعنی امکان ندارد که این فوتون‌های نور روزی برگردند و  انرژی‌هایشان را روی هم بریزند و باز آن هیلیوم‌ها را بشکنند. پس خورشید در نهایت هیدروژن را که سوخت هسته‌ای آن است مصرف می‌کند و به یک سیارة مردة متراکم تبدیل خواهد شد. هیچ نیرویی نیست که آن فوتونهای نور را برگرداند تا این سیاره را احیا کنند. انرژی خورشید از بین نرفته است، اما پخش شده است، همانند ذرات آن قند، و دیگر راه برگشتی خود به خود ندارد، مگر این که کسی بیاید و اینها را برگرداند.

البته قانون دوم ترمودینامیک بقای انرژی را نقض نمی‌کند. انرژی همیشه هست و از بین نمی‌رود، ولی قابلیت تبدیل خود را به تدریج از دست می‌دهد.

طبق این قانون، جهان یک سیر یک‌سویه دارد. این همانند یک چرخه نیست که مرتب تکرار شود، بلکه همانند سنگی است که مسیر سراشیبی را می‌پیماید و غیر قابل برگشت است. در مدت زمانی معین، تبادل انرژی در این جهان به پایان خواهد رسید و دیگر هیچ کاری که انرژی به کار داشته باشد، امکان‌پذیر نیست.

حالا قضیة مهم. اگر این فرایند تبدیل انرژی جهان از بی‌نهایت دور آغاز شده بود، دیگر به عصر حاضر نمی‌رسید. همین که هنوز این مسیر در حال پیمایش است، بدین معنی است که از یک زمان مشخصی قبل از حال، شروع شده است. چندین میلیارد سال، یا چندین میلیارد میلیارد سال، مهم نیست. بالاخره از یک جایی شروع شده است که تا کنون ادامه دارد. نه می‌شود گفت از قدیم (به معنی فلسفی آن) بوده است، چون اگر از قدیم بود، در همان قدیم به پایان می‌رسید. نه می‌شود گفت در حال چرخش است، چون قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید چرخشی در کار نیست. این قندی نیست که آب شود و دوباره تبدیل به قند شود. وقتی آب شد، دیگر تمام است. پس ما که در نیمة مسیر ایستاده‌ایم و جریان تبدیل انرژی را هنوز شاهدیم، باید یقین کنیم که این از یک زمان مشخصی شروع شده است.

خوب، شما از این چه نتیجه می‌گیرید؟

نویسنده : محمدکاظم کاظمی ; ساعت ٥:۱۳ ‎ق.ظ ; شنبه ٥ شهریور ۱۳٩٠
کلمات کلیدی: تأملات فکری
comment مهربانی‌ها () لینک