麥克斯韋妖:熱力學的思想實驗

想像一個裝滿氣體分子的盒子,紅色代表高速的熱分子,藍色代表低速的冷分子,一開始它們完全混合在一起,整體溫度均勻。

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麥克斯韋妖的悖論:完整解析

想像一個裝滿氣體分子的盒子,紅色代表高速的熱分子,藍色代表低速的冷分子,一開始它們完全混合在一起,整體溫度均勻。

麥克斯韋妖是一個假想的小惡魔,牠守在中間的閘門,只讓快分子往右、慢分子往左,於是右邊變熱、左邊變冷,看似不花能量就分離了冷熱。

這似乎讓熵自己減少,違反熱力學第二定律。解答是:惡魔測量與記錄資訊本身要付出代價,把資訊也算進來,總熵仍然不會減少。

重點整理

  • 想像一個裝滿氣體分子的盒子,紅色代表高速的熱分子,藍色代表低速的冷分子,一開始它們完全混合在一起,整體溫度均勻。
  • 麥克斯韋妖是一個假想的小惡魔,牠守在中間的閘門,只讓快分子往右、慢分子往左,於是右邊變熱、左邊變冷,看似不花能量就分離了冷熱。
  • 這似乎讓熵自己減少,違反熱力學第二定律。

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