麥克斯韋妖告訴你，永動機什么只能是個夢

 

　　物理學的四個萌神，

　　薛定諤的貓，制造宇宙，超越生死

　　麥克斯韋妖，操控萬物，逆轉陰陽

　　拉普拉斯獸，明察大道，推演萬物

　　芝士諾烏龜，時空雙修，伸縮尺寸。

　　早先對于物理學中薛定諤的貓，之諾的烏龜進行了解析，與之相對應的是量子物理和微積分的內容，而麥克斯韋妖所涉及的是熱力學第二定律，說到熱力學第二定律，我們耳熟能詳?shù)膸孜淮蠹叶加腥局福?/p>

　　克勞修斯認為：熱量不能自發(fā)地從低溫物體轉移到高溫物體；

　　開爾文認為：不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用功而不產(chǎn)生其他的影響

　　熵增原理解釋為：不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零

　　這個理論的提出簡言之就是否定了第二類永動機的設想

　　說到永動機，究竟是一種什么設備呢？早先人們提出的只有單一的熱源，從這個單一熱源中吸收能量，并全部用來做功，而不引起其它變化這種形式的熱機稱之為永動機，說簡單一些，就是能夠實現(xiàn)能量百分之百的轉化，轉化的效率是100%

　　那這些和麥克斯韋妖有什么關系呢？

　　事情追溯到公元1200年，數(shù)以千計的科學家癡迷于永動機不能自拔。到了19世紀，熱力學蓬勃發(fā)展，各類永動機被一一槍斃。這時候，讓愛因斯坦都崇拜不已的電磁學大牛麥克斯韋創(chuàng)立了物理學史上另一神獸——麥克斯韋妖。來解決這個問題

　　麥克斯韋妖（Maxwell's demon），是在麥克斯韋假想的妖，能探測并控制單個分子運動，麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增相拮抗的能量控制機制，但無法清晰說明這種機制，只能詼諧假定一種“妖”。

　　簡單描述，一個絕熱容器被分成相等的兩格，中間是由“妖”控制的一扇小“門”，麥克斯韋妖能準確地探測并控制單個分子運動，迅速把快速移動的分子從左盒丟進右盒，把慢速運動的分子從右盒丟進左盒。因此，這個小盒子不僅左右部分形成了溫差，還實現(xiàn)熵的自發(fā)減少。

　　麥克斯韋妖這一理論的提出讓混亂變的有序，用妖的假象提出自發(fā)性是可能的，這個理論一直持續(xù)了150年，直到熵的概念的提出，才徹底否定了這只妖，因為麥克斯韋妖如果想實現(xiàn)熱力學上的熵減就必然獲取分子運動的信息，而這是需要損耗能量的，所以說在孤立系統(tǒng)中麥克斯韋妖是不可能存在的。

　　那難道麥克斯韋妖到這就終止了嗎？并不是2007年學術界還是有人在研究熵減過程，企圖在通過“信息擒縱閥”的假象來人造麥克斯韋妖，但是這個理論依舊不能解決能量源的問題，如若這只妖真的存在，那人類的能源問題也將真的不再是問題了。