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物理学四大神兽之麦克斯韦妖
物理学四大神兽之一的“麦克斯韦妖”,由英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1871年提出,是一个挑战热力学第二定律的经典思想实验。实验设想:一个绝热容器被隔板分为A、B两部分,隔板上有个由“妖”控制的微小阀门。“妖”能精准观测分子运动,只允许快速分子从A进入B,慢速分子从B进入A。若成功,容器将出现A冷B热的有序状态,系统熵自发减少,看似违背“熵增原理”(孤立系统熵总趋于增大)。 不过,后续研究揭示“妖”无法实现:它筛选分子需获取速度信息(观测耗能)、判断开关阀门(信息处理耗能),这些过程会产生额外熵增,且总熵增大于系统局部熵减,热力学第二定律仍成立。麦克斯韦妖的提出,深化了对熵与信息关系的认知,推动了统计力学、信息论等领域发展,成为科学史上极具启发性的思想实验。
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