? 最近在讀《悖論-破解科學(xué)史上最復(fù)雜的9大謎團(tuán)》橘原，比較燒腦，是英國(guó)“科普界的明日之星”Jim Al-Khalili的巔峰之作涡上，是一本放大心眼趾断，放慢腳步，值得沉思的科普讀物吩愧！
? 今天讀到了科學(xué)史上著名的麥克斯韋妖悖論芋酌，之所以著名是因?yàn)榇算Ｕ摶ㄙM(fèi)了世界上的科學(xué)金腦袋們一個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間來(lái)論證，還差點(diǎn)推翻了科學(xué)史上至高無(wú)上的熱力學(xué)第二定律雁佳。
? ? 先來(lái)介紹一下熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容脐帝。熱力學(xué)第二定律規(guī)范了熱與能量如何傳遞與運(yùn)用，即熱能必定從高溫往低溫處流動(dòng)糖权，永遠(yuǎn)不會(huì)跑錯(cuò)方向堵腹，而且在達(dá)到熱平衡、溫差降為零之前都不會(huì)停止星澳。比如將一只冷凍雞放在熱水瓶上疚顷，那么我們會(huì)預(yù)料到雞會(huì)解凍熱水瓶會(huì)降溫，我們不可能看到熱能往反方向傳遞禁偎，讓熱水瓶溫度更高弧满，凍雞變得更冰爽柒。
? 麥克斯韋妖悖論的構(gòu)想或辖，是有一個(gè)絕熱的箱子橄维，有這么一個(gè)精靈，具有很好的視覺盒至，能夠辨認(rèn)出快速運(yùn)動(dòng)分子和慢速運(yùn)動(dòng)分子酗洒。而溫度的分子定義是分子相互碰撞的速度越快士修，溫度越高，反之溫度越低樱衷。而此精靈會(huì)讓運(yùn)動(dòng)快的分子和運(yùn)動(dòng)慢的分子單獨(dú)分開棋嘲，從而讓箱子左右溫度產(chǎn)生溫度差，破壞了熱平衡箫老，因而不符合熱力學(xué)第二定律封字。具體如下圖所示：
? ? 在與麥克斯韋妖搏斗的科學(xué)家中黔州，有一名科學(xué)家兼發(fā)明家不得不提耍鬓，他就是匈牙利的利奧·西拉德，在1928年到1932年期間流妻，他發(fā)明了史上最重要的幾部機(jī)器牲蜀，分別是：1928年的線性粒子加速器，1931年的電子顯微鏡绅这，以及1932年的回旋粒子加速器涣达。不可思議的是，他對(duì)他的發(fā)明证薇，構(gòu)想甚至建造機(jī)器的原型懶得發(fā)表或申請(qǐng)專利度苔。這三項(xiàng)發(fā)明至今仍用于科學(xué)研究上，其中兩項(xiàng)為其他物理學(xué)家贏得了諾貝爾獎(jiǎng)浑度，得主分別為美國(guó)的歐內(nèi)斯特·勞倫斯寇窑，因發(fā)展回旋粒子加速器而得獎(jiǎng)，德國(guó)的恩斯特·盧卡斯因首度建造出電子顯微鏡而獲獎(jiǎng)箩张。
? ? 1929年西拉德發(fā)表了《關(guān)于熱力學(xué)系統(tǒng)中因?yàn)橹悄苌锝槿胨斐傻撵亟档汀芬晃乃ィ闹刑岬搅他溈怂鬼f妖，或者被稱為“西拉德引擎”先慷。在講該文章的內(nèi)容之前饮笛，我們先了解一下熵的概念，熵是熱力學(xué)第二定律涉及的一個(gè)重要概念论熙，是表示系統(tǒng)的混亂程度的福青，是一種無(wú)序性的量度。西拉德所發(fā)表的這篇文章中不只觸及了麥克斯韋悖論的物理程序脓诡，還指出了正是因?yàn)辂溈怂鬼f妖具備智慧以及分子狀態(tài)的相關(guān)知識(shí)素跺，才使得結(jié)果大為不同，而獲得這些知識(shí)是必須付出能量的誉券。麥克斯韋妖在腦海里將信息組織起來(lái)的過程需要耗能指厌，從根本上講信息其實(shí)不過是大腦記憶庫(kù)中的某種有序狀態(tài)，亦即某種低熵態(tài)踊跟。當(dāng)我們擁有愈多信息踩验，我們的大腦就更結(jié)構(gòu)化與組織化鸥诽，熵也就愈低。這個(gè)保有信息的低熵狀態(tài)賦予我們做功的能力箕憾，信息就像儲(chǔ)存的電池用來(lái)降低別處的熵牡借。麥克斯韋妖悖論由此被推翻，捍衛(wèi)了熵必定增加的熱力學(xué)第二定律至高無(wú)上的地位袭异。
? ? 熵是時(shí)間流逝的箭頭钠龙，著名物理學(xué)家薛定諤提出了生命的本質(zhì)是負(fù)熵，如果說(shuō)熵是無(wú)序的量度的話御铃，那負(fù)熵是描述有序狀態(tài)的碴里！他指出:一個(gè)生命有機(jī)體的熵是不可逆地增加的，并趨于接近最大值的危險(xiǎn)狀態(tài),那就是死亡上真。所以我們?nèi)祟愒谙蛩蓝б福肷厮赖穆飞希Φ膶W(xué)習(xí)各種科學(xué)文化知識(shí)睡互，不斷吸取負(fù)熵根竿，增強(qiáng)對(duì)外做功的技能，來(lái)盡可能的抵消我們自身不斷增加的熵就珠，成為一個(gè)個(gè)的麥克斯韋妖寇壳，卻總也逃不過熱力學(xué)第二定律的宿命！
