О термо- и гидродинамике. Помните реферат, каким занимался Джерри, когда его позвали на пикник? Там все правда и описанный метод Чепмена-Энскога реально существует. Многие люди истово верят в термодинамику, потому что они её учили, а я осторожно к ней отношусь, потому что я её получал.
Учёные делятся на «системных людей» и «методических людей». Первые работают с системами, вторые – с методами. Как астроном, я отношусь к системным людям. Ими командует система. Взялся за кольца Сатурна – и пляшешь под их дудку: то залезаешь в учебник по порошковой металлургии (потому что формулы спекания космических снежинок совершенно такие же), то учишь теорию плазмы в приложении к макрочастицам.
«Методические люди», которых особенно много среди физиков, таскают с собой свой любимый метод, как гирю на ноге. Они везде пытаются применить свои привычные фракталы, или аналитический метод разложения по малому параметру, или термодинамику, или чего-то там ещё. Если они не могут приложить свою гирю к исследуемому объекту, то они его бросают и волочат свою гирю к следующей возможной точке приложения. Гиря метода доминирует с этом тандеме и командует «методическим человеком».
Как получить гидродинамические уравнения? Берёшь уравнения Ньютона для отдельной частицы. Точность, предсказуемость, обратимость – красота, в общем. Но когда частиц слишком много, такое количество точных уравнений уравнений уже не решить. Уходим в приближение и вводим функцию распределения для большого числа частиц. Записываем для неё кинетическое уравнение, например, уравнение Больцмана. Необратимость, трудности понимания – вплоть до самоубийства. Больцман знает.
В функции распределения движение отдельных частиц практически незаметно и неописываемо. С учетом столкновения частиц кинетическое уравнение получается интегродифференциальным и всё-равно неподъёмным. Идём дальше по пути приближений: задаем такую равновесную систему частиц, чтобы кинетическое уравнение решалось и давало максвелловскую равновесную функцию распределения.
Это малоинтересная (ни вязкости, ни теплопроводности) и упрощенная система, но необходимая для следующего шага: вводим малые отклонения функции распределения от равновесной, связанные с вязкостью и теплопроводностью, и решаем для них кинет-уравнения. Получили выражения для коэффициентов вязкости и теплопроводности и записали финальную гидродинамику или уравнения переноса для плотности, температуры и гидродинамической скорости. Такой макропараметр как температура основан на равновесной функции распределения и к другим распределениям уже де-факто уже неприменим. Например в космосе есть бесстолкновительные системы, для которых можно формально записать температуру, давление и скорость звука, но физический смысл этих величин становится предельно туманен (какой звук может распространяться в бесстолкновительной среде?)
Исследовать с помощью температуры детальную динамику системы на микроуровне – это как Менделю предлагать устанавливать законы генетики, рассматривая мешки с горохом и не развязывая их. Каждой задаче – свои методы. Мешки с горохом хороши для погрузки на баржу, а для генетики – никуда не годятся.
На микроуровне я отчетливо вижу, что космический корабль, в корму которого врезается лазерный луч, должен ускориться. И также вижу, что шар, с одной стороны поглощающий, а другой – отражающий, должен в космическом пространстве, наполненном реликтовым излучением, ускоряться из-за несимметричности воздействия излучения.
Когда мне начинают говорить, что если сравнить температуры корабля, космоса, лазерного излучения и лазерного стрелка-радиста, то никакого ускорения не будет согласно законам термодинамики – то я понимаю, что нарвался на «методического человека». А «системные люди» и «методические люди» - это разные сапиенсы.
Я вполне могу быть не прав в своих рассуждениях – но это надо доказать на том же элементарном уровне, на котором рассуждаю я. Но гири на переправе не меняют, и снова и снова меня пытаются нагреть температурой. А я вспоминаю ту длинную цепь допущений и приближений, по которой я так часто ходил и которая отделяет элементарную динамику частиц и температуру их коллектива – и отказываюсь пилить эти гири, пусть даже говорят, что они внутри золотые.