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
.
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.
- 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
El Cazador
у головно? геро?н? Елл?с пробуджу?ться сила, здатна контролювати демона Максвелла.
- ↑
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
.]
- ↑
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
.