Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия
Книга Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия американского автора представляет собой вводный курс термодинамики, Рассматриваются как основные ее принципы, так и некоторые технические приложения. Изложение ведется на уровне, доступном широкому кругу читателей.
Книга Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия предназначена для студентов нефизических специальностей, изучающих техническую термодинамику, инженеров, преподавателей физики и школьников* старшеклассников.
Тенденция проявляется во все более частом использовании аксиоматического подхода, который сводит термодинамику к упражнениям по выводу различных формальных утверждений из нескольких положений, принимаемых просто ab initio. Другой популярный подход заключается в том, что исходя из определенной микроскопической атомно-молекулярной модели вещества выводятся положения макроскопической термодинамики с помощью надлежащего сочетания механики и статистики. Как тот, так и другой подход имеет свои положительные стороны, и студент должен быть знаком с ними. Но мне они кажутся слишком искусственными, слишком далекими от повседневного опыта, от видимого, осязаемого и слышимого мира и, на мой взгляд, не могут помочь студенту в освоении классической термодинамики, которая столь эффективна при описании реального мира.
В историческом аспекте классическая термодинамика возникла благодаря способности человеческого ума выводить общие заключения из сравнительно малого числа конкретных наблюдений. Мощь и красота термодинамики свидетельствует о триумфе метода индукции. Конечно, и дедукция играет важную роль при получении конкретных, результатов из общих принципов. Однако, чтобы понять общие принципы и с уверенностью пользоваться ими, чтобы научиться легко соотносить их с физической реальностью, необходимо проследить тот путь индуктивных рассуждений, который привел основоположников науки к их открытиям.
При написании этой книги Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия я старался подчеркнуть и объяснить процесс установления соответствия между абстрактными величинами и физической реальностью, постоянно обращаясь к опыту самого читателя и связывая его опыт с общим опытом вида Homo sapiens. Я давно разделяю ту точку зрения, что процесс обучения индивидуума во многом подобен процессу обучения вида. Поэтому в изложение вкраплено довольно много исторического материала. Большинству студентов это понравилось, и они одобрили включение в книгу исторических очерков, но некоторые сначала отнеслись к ним отрицательно, считая, что историческим и другим гуманитарным подробностям не место в книге, посвященной науке и технике. К моему удивлению, большинство таких отрицательных отзывов принадлежало студентам, воспитанным в атмосфере искусства, гуманитарных или социальных наук! Они придерживаются представления о раз и навсегда заданных и неизменных законах природы и, по-видимому, были разочарованы, узнав, что открытие и уточнение этих законов — итог непрерывных усилий многих ученых. Тем же студентам не нравился неформальный и свободный стиль изложения, которого я умышленно старался до-биться. Их смущали упоминания о Чарли. Но в конечном счете они примирились с ним и даже получали удовольствие от такого способа обучения, который позволял им иногда расслабиться.
Эту книгу Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия (в виде рукописи) использовали студенты, слушавшие вводные курсы химии и физики. Поскольку обычные учебники по этим курсам должны охватывать очень много разделов, они по необходимости содержат только самое схематическое описание термодинамических методов и их приложений. Для студентов-биологов и геологов эта книга вполне может служить доступным введением в предмет, который играет все более важную роль в их дисциплинах. Студентам, которые предполагают посвятить себя физике или технике и слушают специальный курс термодинамики, эта книга будет полезна, в частности, потому, что по своему общему плану и подходу она в корне отличается от стандартных учебников.
Кроме того, книга Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия может быть полезной еще и потому, что она отвечает на ряд вопросов, которые обычно не рассматриваются в других книгах и которые студенты не решаются задавать, поскольку они кажутся слишком элементарными. Несмотря на свою простоту (а может быть, именно поэтому), эта книга может служить основным учебным пособием для студентов технических специальностей, слушающих односеместровый курс термодинамики, особенно на младших курсах. Если студенты хорошо усвоят весь материал книги, они будут столь же твердо знать основы предмета, как и большинство студентов, использующих традиционные учебники.
Из вышеприведенных замечаний должно быть совершенно ясно, что эта книга Дж. Фен — Машины, энергия, энтропия не является обычным учебником термодинамики. Она не претендует на полноту, строгость и красоту изложения. Она не соответствует какой-либо учебной программе, и, для того чтобы читатель научился решать достаточно широкий круг задач, ему следует обратиться к более математическим руководствам. Цель книги—помочь читателю достаточно ясно понять основные принципы и методы термодинамики. Книга эта откровенно элементарная, и автор честно стремился к простоте.
