Демон Максвелла

“Демон Максвелла – це всього лише простий уявний образ, – пишуть фізики Харві Лефф і Ендрю Рекс. – І все ж він кинув виклик кращим умам наукового світу, а рясна література про нього охоплює термодинаміку, статистичну фізику, квантову механіку, теорію інформації, кібернетику, питання меж обчислювальних потужностей, біологію, історію та філософію науки “.

Демон Максвелла – гіпотетичне розумна істота, придумане шотландським фізиком Джеймсом Клерком Максвеллом, нібито здатне порушити другий початок термодинаміки. В одній з ранніх формулювань цього почала теромодінамікі говориться, що повна ентропія (міра безладдя) замкнутої системи з плином часу зростає, наближаючись до деякого максимального значення. Крім того, закон стверджує, що тепло не може мимовільно перейти від холодного тіла до більш гарячого.

Щоб познайомитися з демоном Максвелла, уявімо собі дві посудини, А і В, з’єднаних невеликим отвором і містить газ при рівній температурі. Демон Максвелла може відкривати і закривати цей отвір, щоб пропускати крізь нього ті чи інші молекули. Уявімо далі, що демон дозволяє пройти через отвір з посудини А в посудину У лише швидко рухається молекулам, і, навпаки, ізВвА пропускає тільки повільні молекули. Таким шляхом демон підвищує кінетичну енергію (і температуру) газу в посудині В, яка може бути використана якимись пристроями для виробництва роботи. Це створює, як здається, лазівку, що дозволяє обійти Друге початок термодинаміки. Отже, демон Максвелла, мініатюрне істота – неважливо, живе чи механічне, – використовує випадкові, статистичні властивості молекулярного руху для зменшення ентропії. Якби якийсь вчений зміг створити така істота, світ отримав би невичерпне джерело енергії.

Одне з “рішень” проблеми демона Максвелла дав французький фізик Леон Брілюена (бл. 1950). Брілюена та інші вигнали демона, показавши, що ретельне спостереження за молекулами і відділення швидких молекул від повільних, що веде до зменшення ентропії газу в судинах, перекривається зростанням повної ентропії системи, так як для функціонування демону Максвела потрібна енергія від стороннього джерела.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Демон Максвелла