Эта идея, вообще говоря, неизбежно приходила к любому, кто задумывался над проблемой жизнеобеспечения. Так, например, один из российских пионеров космонавтики Ф.А. Цандер еще в 1907 году пришел к этой идее, в 1911 году добавив к ней предложение российского ученого И.А. Арциховского о методе аэропоники [с. 30-31]. Вместе с тем, эта идея ни К.Э. Циолковским, ни Ф.А. Цандером теоретически осмыслена не была. Они оба не заметили, что в космосе не происходит полного восстановления энергии, поскольку часть ее идет на компенсацию жизнедеятельности. Другими словами, в этом цикле наблюдается возрастание энтропии и требуется закрытую систему жизнеобеспечения как-то открыть – иначе круговорот веществ будет стремиться к нулю. Но как это сделать, где в космосе взять дополнительное и пригодное вещество? Без решения этого вопроса все многочисленные и поныне суждения об автономных длительных пилотируемых космических полетах, космических поселениях и пр. представляются попросту несостоятельными.
В 1914 году в Калуге вышла брошюра с дополнениями к предыдущей статье. Сущность этих дополнений сводилась к тому, что некоторые положения, изложенные в предыдущих статьях, теперь формулировались в форме теорем, которые были или ошибочны, или не интересны, поскольку, как правило, могли быть получены, в ряде случаев, просто из поверхностного рассмотрения основных уравнений ракетодинамики.
В этом же году он, наконец, опубликовал отдельной брошюрой свою работу, с опровержением второго начала термодинамики, которую закончил еще в 1905 году.
Понимая, что он в тепловых процессах не разбирался, вряд ли стоило подробно останавливаться на ее анализе, если бы не два обстоятельства.
Во-первых, К.Э. Циолковский сам придавал ей большое значение, отметив в автобиографии, что он опроверг Клаузиуса и Томсона.
Во-вторых, неожиданно идеи, высказанные им в этой небольшой по объему статье, до сих пор привлекают большое внимание и являются иногда источником заблуждений некоторых современных ученых. Достаточно сказать, что нам известны по крайней мере две книги и ряд статей, посвященных развитию этих его идей (см., например, ).
Конечно, мы далеки от мысли решать здесь глобальные проблемы термодинамики и обсуждать все то, о чем говорят специалисты. Однако нам придется ответить на вопрос о том, действительно ли К.Э. Циолковский опроверг второй закон термодинамики, и, если ответ окажется отрицательным, необходимо будет указать на ошибку в его рассуждениях.
Со вторым законом термодинамики он, как и обычно, познакомился из научно-популярной литературы или из учебников. По крайней мере, «Механическую теорию теплоты» Р. Клаузиуса он не читал и это станет ясно любому, кто сопоставит эту работу с его работой .
Р. Клаузиус писал: «Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому» [с. 133],.и добавил, что «Появляющиеся здесь слова «сама собой» требуют, чтобы быть вполне понятными, еще объяснения, которое дано мною в различных местах моих работ» [с. 133].
Далее, объяснив в общих чертах содержание этих слов, с его учетом Р. Клаузиус дал вторую формулировку этого закона:
«Переход теплоты от более холодного тела к более теплому не может иметь места без компенсации» [с. 134].
К.Э. Циолковский, не зная о существовании этих и других объяснений Р. Клаузиуса, начал свою работу именно с критики этих слов «сама собой», что и служит убедительным свидетельством незнания им всех аспектов этого закона в том виде, в каком они были изложены его автором.
«Что значит сама собой? – спрашивал он. – Может быть теплота от холодного тела к нагретому может переходить особенным неизвестным действием природы? Человеческой силой, умом, искусством? Не чудом же? Выходит, что сама собою теплота не переходит, но не сама собою переходит» [с. 6].
Именно не сама собою и переходит, с компенсацией ее потерь, с осуществлением некоторой дополнительной работы и пр. В отмеченном выше цикле жизнеобеспечения на борту космического корабля будет наблюдаться рассеивание энергии и безусловное выполнение второго закона термодинамики до тех пор, пока не найдутся некоторые способы компенсации этого рассеивания, например, изготовлением на Луне удобрений и доставкой их на корабль.
К.Э. Циолковский этого закона не понимал. Пытаясь доказать это, нам необходимо выбрать аргументы, созвучные с научными представлениями не нынешними, а конца XIX – начала XX в. В качестве такого аргумента может служить объяснение этого закона Г. Гельмгольцем, относящееся к 1899 году, с которым, в принципе, должен был познакомиться и К.Э. Циолковский прежде, чем вступать в дискуссию с представлениями Р. Клаузиуса.
Г. Гельмгольц писал о том, что весь запас энергии во Вселенной можно условно разделить на две части: одна из них представляет собой теплоту и должна ею остаться, другая, – к которой принадлежит теплота более нагретых тел и весь запас механической, электрической и магнитной энергии – может быть превращена в любую форму энергии, и она-то и поддерживает все бесконечно разнообразные процессы в жизни природы. Но теплота более нагретых тел непрерывно стремится при помощи теплопроводности и излучения перейти в менее нагретые тела и вызывать равновесие температуры.