Демон Максвелла

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку
Частина сер?? статей на тему:
Термодинам?ка
Схематичне зображення демону Максвелла
Шаблон Шаблони ? Категорія Категор?я ? Портал

Демон Максвелла  ? уявний експеримент , запропонований 1867 року, а також його головний персонаж ? г?потетична розумна ?стота м?кроскоп?чного розм?ру, придумана Джеймсом Максвеллом з метою про?люструвати удаваний парадокс другого закону термодинам?ки .

Суть парадоксу [ ред. | ред. код ]

Уявний експеримент поляга? в наступному: припустимо, що посудину з газом розд?лено непроникною перегородкою на дв? частини: праву ? л?ву. У перегородц? отв?р з пристро?м (демоном Максвелла), який дозволя? прол?тати швидким (гарячим) молекулам газу т?льки з л?во? частини посудини в праву, а пов?льним (холодним) молекулам ? т?льки з право? частини посудини в л?ву. Тод?, через великий пром?жок часу, гаряч? молекули опиняться в прав?й частин? посудин?, а холодн? ? в л?в?й.

Таким чином, виходить, що демон Максвелла дозволя? нагр?ти праву частину посудини ? охолодити л?ву без додаткового п?дведення енерг?? до системи. Ентроп?я для системи, що склада?ться з право? ? л?во? частини посудини, в початковому стан? б?льша, н?ж у к?нцевому, що суперечить термодинам?чному принципу незнижуваност? ентроп?? в замкнутих системах (див. Другий закон термодинам?ки )

Парадокс вир?шу?ться, якщо розглянути замкнуту систему, що включа? в себе демона Максвела ? посудину. Для функц?онування демона Максвелла необх?дна передача йому енерг?? в?д стороннього джерела. За рахунок ц??? енерг?? й проводиться под?л гарячих ? холодних молекул у посудин?, тобто перех?д у стан з меншою ентроп??ю. Детальний розгляд парадоксу для механ?чно? реал?зац?? демона ( храповик ? собачка ) наведено в фейнман?вських лекц?ях з ф?зики , вип. 4, а також в популярних лекц?ях Фейнмана ≪Характер ф?зичних закон?в≫ [1] .

З розвитком теор?? ?нформац?? було встановлено, що процес вим?рювання може не приводити до зб?льшення ентроп?? за умови, що в?н ? термодинам?чно зворотним. Однак у цьому випадку демон повинен запам'ятовувати результати вим?рювання швидкостей (стирання ?х з пам'ят? демона робить процес незворотним). Оск?льки пам'ять ск?нченна, в певний момент демон змушений стирати стар? результати, що й приводить в остаточному п?дсумку до зб?льшення ентроп?? вс??? системи в ц?лому [2] .

У популярн?й культур? [ ред. | ред. код ]

У художн?й л?тератур? [ ред. | ред. код ]

  • У пов?ст? ≪Понед?лок почина?ться в суботу≫ брат?в Стругацьких демони Максвелла пристосован? адм?н?страц??ю Н??ЧАВО в?дчиняти та зачиняти вх?дн? двер? ?нституту. Також, у пов?ст? ≪Стажери≫, розпов?да?ться про г?гантську флуктуац?ю  ? ваза з водою забрала в себе енерг?ю к?мнати, в як?й вона перебувала, довела себе до кип?ння, в к?мнат? ж випала паморозь.
  • У ≪К?бер?ад?≫ Стан?слава Лема демон Максвелла згаду?ться як ≪демон першого порядку≫. Геро? книги створюють ≪демона другого порядку≫, здатного витягати осмислену ?нформац?ю з руху молекул пов?тря.
  • У фентез? Кр?стофера Сташефа ≪Маг при двор? ?? Величност?≫ , ≪Маг, пов'язаний клятвою≫ демон Максвелла викликаний закляттям ? за властивостями нагаду? чар?вного джина . В?н погоджу?ться виконувати бажання головного героя, бо той добре зна? закони ф?зики. Вигляда? як маленька жаринка.
  • У сво?му есе Кен К?з? переводить парадокс з област? термодинам?ки в область соц?олог?? простою зам?ною ≪тепла≫ на ≪добро≫ ? ≪холоду≫ на ≪зло≫, доводячи таким чином неспроможн?сть зах?дно? системи ц?нностей.
  • У твор? ≪Будь-який крутий чувак≫ Пола Д? Ф?л?ппо демони Максвелла забезпечують енерг??ю кра?ну ≪Земля Максвелла≫, що знаходиться на територ?? Африки. На основ? ц??? енерг?? буду?ться пол?тико-незалежне науково-техн?чне утоп?чне сусп?льство.
  • У роман? Томаса П?нчона ≪Викрива?ться лот 49≫ опису?ться пристр?й, так звана ≪машина Нефаст?са≫, в як?й використову?ться демон Максвелла; щоб його активувати, сл?д ≪пильно дивлячись на фото Джеймса Максвелла, зосередити думку на одному з цил?ндр?в ? правому або л?вому, ? тод? демон саме в цьому цил?ндр? п?дн?ма? температуру≫.
  • У ≪Астров?тянц?≫ Н?колая Горькавого демон Максвелла згаду?ться як вигук здивування. Тв?р написаний з м?с??ю популяризувати науку, вс? лайлив? слова та вигуки ? посиланням на р?зних вчених або терм?ни з ф?зики, космолог?? та т.п.

В ?грах [ ред. | ред. код ]

  • У браузерн?й гр? Elements ? ?грова картка, що виклика? Демона Максвелла, який здатний убити будь-яку ?стоту, чия сила перевищу? його очки здоров'я.
  • У комп'ютерн?й гр? Max Payne 2 також присутн?й персонаж телешоу на ?м'я Демон Максвелла.

У ан?ме [ ред. | ред. код ]

  • У ан?ме El Cazador у головно? геро?н? Елл?с пробуджу?ться сила, здатна контролювати демона Максвелла.

Див. також [ ред. | ред. код ]

Прим?тки [ ред. | ред. код ]

  1. Фейнман P. , Характер ф?зичних закон?в. Б?бл?отечка ≪КВАНТ≫, Випуск 62. ? М.: Наука, Вид. друге, виправлене, 1987; Лекция 5. Различие прошлого и будущего. [ Арх?вовано 22 травня 2007 у Wayback Machine .]
  2. Leff, Harvey S. and Andrew F. Rex. Maxwell's Demon 2: Entropy, Classical and Quantum Information, Computing . CRC Press, 2002, ISBN 0-7503-0759-5 , 's Demon 2: Entropy, Classical and Quantum Information, Computing Google books link page 370 .