“麦克斯韦妖”机

Engineering Maxwell’s demon

摘要: 一公升普通空气的重量不会超过一美分硬币重量的一半，却含有足够将一个7 kg 保龄球抛离地面超过3 m的热能。如果能设计出一个装置，将这些乱撞气体分子的热能转换成做定向运动的有用功，将会是非常有益的。虽然热力学第二定律告诉我们，不可能有任何一种装置能将单一热源的热能只转换为有用的功，但这并没能阻止近150年来人们对将热噪声从随机整流为定向运动可能性的遐思。
这种遐思可追溯到1867 年麦克斯韦的假想妖，现今被称为“麦克斯韦妖”。麦克斯韦妖坐在一个分隔两半的容器中间，它能识别并阻挡快分子从右半到左半，慢分子从左半到右半，最终使快速分子积累在右室，慢速分子积累在左室。用麦克斯韦的话来说，“没有外界做功，只靠妖的观察和分类，热边可变得更热，冷边变得更冷。”如此就可能无视热力学第二定律，由这个“妖”建立起的热边与冷边的温差来驱动一个热机，将热能转换成有用的功。

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