麦克斯韦妖被涂鸦

麦克斯韦妖是一个著名的思维实验旨在展示如何在一个孤立系统,障碍或“熵”可以减少明显的违反热力学第二定律。现在美国的研究人员已经把一个新的转折的主意,声称显示理论上第二定律如何保持不变,如果魔鬼是允许写下随机信息。

在最初的思想实验,提出了由英国物理学家麦克斯韦在1867年,一个魔鬼坐落在两个隔离室。通过仔细定时开放之间的孵化室,恶魔只能让慢,“冷”粒子到一边,只有更快,“热”通过其他粒子。不消耗能量,恶魔让系统更加有序,降低熵和显然违反了热力学第二定律。

一般的回应麦克斯韦的建议是没有违背热力学第二定律,因为魔鬼自己会产生更多的熵比系统失去了通过他的干预,虽然很是不确定的。一些物理学家提出,恶魔会避免违反热力学第二定律,如果他被允许同时写下随机信息,同时他在陷阱。这是因为随机信息可以被认为是一种熵-香农熵技术,在美国数学家克劳德·香农谁第一次描述了它。

最新的理论建议,提出的克里斯托弗Jarzynski和其他人的马里兰大学学院公园,我们显示如何thermodynamic-to-information熵交换可能发生在一个自治系统中,没有任何外部的输入工作。在研究者的模型中,魔鬼是一个“哑巴”装置,简单的邮票随机位到存储寄存器每次数据包传输的能量从冷到热室。Jarzynski认为这个模型展示了香农熵,随机相关信息,可以等同于热力学熵。[信息]的随机性真的可以用来平衡热力学熵降低,”他说。

哲学家欧文克罗诺英国牛津大学的调用一个“鼓励发展”,因为工作,至少在理论上,它排除了担心恶魔将热力学熵信息熵会增加额外成本。“非常令人信服,我们必须建立一个真正的系统,”他说。

物理学家马克Raizen美国德克萨斯大学奥斯丁分校不确定是一个演示实验是可能的,但认为理论是有用的在任何情况下。近年来,理论和实验的进步已经(Maxwell)思想实验另一个层面上,消除了幽灵,并把现实,”他说。目前纸继续这一趋势…是否在实验的精确模型可以实现尚不清楚,但我们理解麦克斯韦妖由于本文要好。”