​10大颠覆思维的悖论:麦克斯韦妖

10大颠覆思维的悖论:麦克斯韦妖

麦克斯韦妖以19世纪的苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦命名,麦克斯韦是该悖论的发明者,旨在推翻热力学第二定律,然而牛顿定律可谓坚不可摧,而这一思想便成了一个悖论。

麦克斯韦妖是一个思维实验:一个装满不恒温气体的盒子,盒子中间一堵墙将其分为两个部分,盒子里的妖在墙上开一个洞,使运动较快的分子流动到盒子的左侧空间,这样,这只妖就在盒子内创造了两个空间,一个温度较高,一个温度较低,在热机作用下,温度较高的空间里的分子向较低的空间运动,能量就产生了。然而第二定律认为,孤立系统的熵值恒定不变。看来麦克斯韦妖就和这一定律背道而驰了。

然而,根据第二定律,这只妖不可能在损失自身能量的情况下造成分子流动,该观点由匈牙利物理学家奇拉特提出,有力地驳斥了麦克斯韦妖的理论,论据就是:那只妖在衡量分子运动速度的过程中会损耗能量,此外,这只妖在墙上开洞,以及维持自身运动也会引起盒子内熵值的增加。

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