Полемизируя со сторонниками приложимости второго закона термодинамики к окружающей природе, а следовательно, и тепловой смерти вселенной, Энгельс нарисовал замечательную картину вечно движущейся и превращающейся материи: «Вот вечный круговорот, в котором движется материя,— круговорот, который завершает свой путь лишь в такие промежутки времени, для которых наш земной год уже не может служить достаточной единицей измерения; круговорот, в котором время наивысшего развития, время органической жизни и, тем более, время жизни существ, сознающих себя и природу, отмерено столь же скудно, как и то пространство, в пределах которого существует жизнь и самосознание; круговорот, в котором каждая конечная форма существования материи — безразлично, солнце или туманность, отдельное животное или животный вид, химическое соединение или разложение — одинаково преходяща и в котором ничто не вечно, кроме вечно изменяющейся, вечно движущейся материи и законов ее движения и изменения. Но как бы часто и как бы безжалостно ни совершался во времени и пространстве этот круговорот; сколько бы миллионов солнц и земель ни возникало и ни погибало; как бы долго пи длилось время, пока в какой-нибудь солнечной системе и только па одной планете не создались условия для органической жизни; сколько бы бесчисленных органических существ ни должно было раньше возникнуть и погибнуть, прежде чем из их среды разовьются животные со способным к мышлению мозгом, находя на короткий срок пригодные для своей жизни условия, чтобы затем быть тоже истребленными без милосердии у нас есть уверенность в том, что материя во всех своих превращениях остается вечно, одной и той же, что ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен и что поэтому с той же самой жизненной необходимостью, с какой она когда- нибудь истребит на Земле свой высший цвет — мыслящий дух, она должна будет его снова породить где-нибудь в другом месте и и другое время». (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е. Т. 20, с. 362—363).
Итак, волею сложившихся обстоятельств Земля и все сущее па ней находится в той части бесконечной вселенной, где преобладает энтропийный процесс, т. е. царит второй закон термодинамики.
Для более ясного представления о термодинамических взаимоотношениях материальных тел в рамках второго закона термодинамики, исходя из особенностей взаимодействия с окружающей средой, принято различать три типа систем:
1 — изолированные системы, не обменивающиеся со средой ни веществом, ни энергией;
2 — замкнутые системы, обменивающиеся со средой энергией, но не обменивающиеся веществом;
3 — открытые системы, обменивающиеся со средой и энергией, и веществом.
Два первых типа относятся к закрытым системам. Однако, так как общей закономерностью материального мира, основной формой бытия движущейся материи является всеобщая связь и взаимообусловленность предметов, процессов и явлений, к понятиям изолированных и замкнутых систем следует относиться лишь как к удобным для познания абстракциям, не существующим в реальном мире. Единственной замкнутой системой может быть только сама вселенная, замкнутая, как это ни парадоксально, в своей бесконечности. Бесконечность в силу своего свойства бесконечности не может быть полностью охвачена ни мысленно, ни опытом. Следовательно, в реальном мире мыслящий человек в своей познавательной деятельности всегда имеет дело с открытыми системами, мерой «открытости» которых является интенсивность взаимного обмена их энергий и веществ.
Системы могут находиться в термодинамически равновесном, стационарном и неравновесном состояниях.
Термодинамическое равновесие — это такое состояние, при котором способность системы производить работу равна нулю. Из этого состояния система не может выйти без траты энергии, поступившей извне. Такое состояние может вечно поддерживаться за счет внутренней энергии системы при обязательном условии — неизменности окружающей среды. У систем, находящихся в подобном состоянии, свободная энергия равна нулю, а энтропия максимуму. Из условий, обеспечивающих термодинамическое равновесие, следует, что система, находящаяся в этом состоянии, имеет постоянные неизменяющиеся основные параметры характеристик. Естественно, что в состоянии термодинамического равновесия могут находиться лишь идеальные закрытые системы.
Стационарное состояние — это состояние, при котором система, подобно термодинамически равновесной системе, сохраняет во времени свои основные параметры неизменными при необязательном постоянстве внешней среды. Свободная энергия такой системы не равна нулю. Это означает, что данная система, будучи выведенной из стационарности под влиянием изменений в окружающей среде, способна производить работу, направленную против нарушения этой стационарности, т. е. на восстановление ее. Таким образом, если при термодинамическом равновесии энтропия системы максимальна и приращение ее практически невозможно, т. е. оно равно нулю, то при стационарном состоянии скорость создания и величина энтропии равны интенсивности обмена ее с окружающей средой. Значит скорость приращения энтропии в стационарной системе постоянна и выше нуля. Наличие свободной энергии, характерное для стационарного состояния, обеспечивает системе возможность совершения работы и как следствие роста энтропии. Однако избыточный рост энтропии может привести в конце концов открытую стационарную систему к «насыщению» энтропией до уровня, имеющегося в окружающей среде, и в результате к прекращению процессов обмена энергии и вещества между этой системой и средой, т. е. к поглощению системы средой, а для много организма — к смерти.