Dexol jest Wiwelle – Akippendia

. Wdrożyć Maxwell jest doświadczeniem myślenia wyobrażonym przez Jamesa Clerka Maxwella w 1867 roku ^{[[[ Pierwszy ]} , sugerować, że drugie prawo termodynamiki jest prawdziwe tylko w sposób statystyczny. Prawo to określa nieodwracalność zjawisk fizyki statystycznej, a zwłaszcza transferów termicznych, co powoduje ciągły wzrost entropii. Na przykład, jeśli zostawisz otwarte drzwi lodówki, temperatura lodówki i części będzie równoważona, a to nieodwracalnie bez dostarczenia energii. Jednak doświadczenie Demona Maxwella oferuje proces pozwalający na powrót do nierównomiernego stanu temperatury, bez wydawania energii i poprzez zmniejszenie entropii, co jest zasadniczo niemożliwe zgodnie z drugim prawem termodynamiki.

Ten paradoks wzbudził i wciąż wzbudził wiele badań i debat od czasu jego oświadczenia w 1871 r. Przez ponad pół wieku jego badanie nie postępowało tak wiele, dopóki Leó Szilárd w 1929 r. umożliwiając dokładne i formalne badanie procesu.

Dwadzieścia lat później, w 1949 r., Léon Brillouin zaproponował rozwiązanie paradoksu, podkreślając potrzebę uzyskania informacji przez demona, i pokazując, że przejęcie to zwiększa entropię systemu i ratuje drugie prawo. Po przyjęciu przez większość społeczności naukowej rozwiązanie to coraz częściej kwestionowano, w szczególności przez ustanowienie automatycznych modeli „demonów”, w których pozyskiwanie informacji nie odgrywa decydującej roli. Skrytykowano również link wykonany przez Brillouina między entropią a teorią informacji.

Nowy punkt zwrotny miał miejsce w 1961 roku, kiedy Rolf Landauer – a następnie Charles Bennett – podkreśla znaczenie zapamiętanie Informacje, a zwłaszcza potrzebę usuwania tej pamięci w celu wykonania pełnego cyklu termodynamicznego. Usunięcie pamięci o kosztach w entropii, to przywraca drugą zasadę termodynamiki.

Bardziej nowoczesne badania obejmujące wersje kwantowe Demona Maxwella, przeprowadzone w szczególności przez Wojciech Huberta Zurek w latach 80. potwierdzają zasadę Landauera. Jednak nowe modele doświadczeń myślowych podważają, że druga zasada nadal jest proponowana w latach 2000. Geometrie nie -euclidesowe, splątanie kwantowe lub wytrzymałość ^{[[[ 2 ]} .

Doświadczenie Maxwella Demona to pudełko zawierające gaz, z dwoma przedziałami (A i B) oddzielonymi drzwiami P w skali molekularnej; „Demon” nakazuje drzwi. Funkcjonowanie drzwi nie wydaje energii. Maxwell przypuszcza, że ​​kiedy zaczęliśmy to przyznać, że gaz składa się z cząsteczek w ruchu. Demon jest w stanie określić prędkość cząsteczek i dowodzi otwieraniem lub zamknięciem drzwi w funkcji stanu cząsteczek.

Stamtąd doświadczenie ma kilka wariantów.

W pierwotnej wersji temperatura jest wyższa w przedziale B do przedziale A. Jednak temperatura jest proporcjonalna do średniej prędkości kwadratowej cząsteczek. Demon pozwala przejść z przedziału B do podziału wolniejszych cząsteczek B niż średnia prędkość cząsteczek przedziału A, i pozwala przejść z A do B szybciej cząsteczki niż średnia prędkość cząsteczek w B. Wynik: temperatura w B wzrosła Podczas gdy A jest zmniejszone: zimne źródło zostało schłodzone z gorącego źródła, które drugie prawo termodynamiki ma precyzyjnie zabronić. Dlatego zmniejszamy całkowitą entropię systemu.

W wariancie demon otwiera drzwi do cząsteczek, które chcą Wchodzić W pierwszym przedziale (a), ale on zamyka drzwi do tych, którzy chcą wyjść. Zatem cząsteczki przechodzą spontanicznie, bezrobotni , od B do A. Demon zwiększa energię w przedziale A i zmniejsza ją w przedziale B: Byłoby to możliwe przy użyciu L’INFORMACJA że Demon ma (rozpoznawanie cząsteczek i sortowanie na tej podstawie), aby przekształcić energię kinetyczną agitacji termicznej w praca .

Dwie sytuacje są równoważne, ponieważ przejście od ostatecznej sytuacji pierwszego doświadczenia do drugiego jest łatwe.

Podnoszenie paradoksu [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Z głównie większości widzenia ^{[Ref. niezbędny]} , To podnoszenie zostało wykonane przez fizyk Léon Brillouin.

Demon, aby podejmować decyzje o wydaniu lub zwróceniu cząstki, jest zmuszony ją obserwować, a zatem do wykorzystania informacji, które posiada ^{[[[ 3 ]} . Ilość informacji, które to reprezentuje, jest minimalna, ale jeśli przejdziesz do poziomu mikroskopowego, z 10 ²³ Po raz kolejny cząsteczki, informacje wykorzystywane w ten sposób przez demona Maxwella, które ma być niedostępne dla obserwatora makroskopowego. Spadek entropii wynikający z wykorzystania informacji dostępnych dla demona odpowiada następnie różnicy między informacjami dostępnymi dla obserwatora makroskopowego a informacjami dostępnymi dla demona. Niemożność, dla obserwatora makroskopowego, a zatem Demon obejmuje hipotezę, że usunięcie informacji dostępnych dla demona wymagałoby, dla obserwatora makroskopowego, aby degradować energię mechaniczną w cieple, co powoduje utratę przynajmniej tyle informacji (Szyfrowane przez entropię makroskopową), co ma wygrać operacja pozyskiwania informacji.

Léon Brillouin podobnie podnosi paradoks tego samego rzędu, w którym demon zastępuje proste koło skałą.

Według podobnego argumentu istnieje wzrost entropii, a drugie prawo termodynamiki jest dobrze szanowane.

Interesujące jest jednak podsumowanie argumentu. Szacunek dla drugiej zasady termodynamiki (z grubsza, niemożność przekształcenia ciepła w pracę podczas cyklu monotermy) opiera się na fakcie, że maksymalna ilość informacji, którą obserwator może mieć w izolowanym systemie (którego jest częścią) mniej niż ilość informacji niezbędnych do całkowitej scharakteryzowania stanu mikrofizycznego systemu mniej niż niedostępne pod warunkiem, że dodasz hipotezę Zgodnie z którym ta ilość informacji niedostępna dla obserwatora jest większa lub równa makroskopowej entropii rozważanego systemu. Można się zastanawiać nad charakterem zasady fizycznej lub charakteru w przeciwnym technologii tego ograniczenia.

Krytycy rozwiązania Brillouin i nowoczesne analizy [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Bibliografia [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Bibliografia [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

• Léon Brillouin, Teoria nauki i informacji , Masson (1959), ponownie wydawane przez Gabay (1988)
• Jacques Monod, Szansa i konieczność (1970)
• Harvey S Leff et Andrew F Rex, Maxwell’s Demon 2: Entropy, Classical and Quantum Information Computing , Institute of Physics Publishing 2003

Powiązane artykuły [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Linki zewnętrzne [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]