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....如果我们设想一种妖能力非常发达，以至于他能够跟踪每一个分子的运行轨迹，那么这种本质上和我们一样有限的存在，就能够做到我们不可能做到的事情。因为我们已经看到，在一个充满空气的容器中，在均匀的温度下，分子的运动速度决不是均匀的，尽管任意选择的大量分子的平均速度几乎是均匀的。假设我们有一箱气体被分成A和B两个区域，分割板上面有一个小洞。这个能够观察每一个分子的生灵，可以打开或关闭这个小洞，只允许速度快的分子从A飞向B，而速度慢的分子从B飞向A。如此一来，不需要任何外界做功，我们就可以升高B区的温度而降低A区的温度，从而打破热力学第二定律。

....如果我们设想一种妖能力非常发达，以至于他能够跟踪每一个分子的运行轨迹，那么这种本质上和我们一样有限的存在，就能够做到我们不可能做到的事情。因为我们已经看到，在一个充满空气的容器中，在均匀的温度下，分子的运动速度决不是均匀的，尽管任意选择的大量分子的平均速度几乎是均匀的。假设我们有一箱气体被分成A和B两个区域，分割板上面有一个小洞。这个能够观察每一个分子的生灵，可以打开或关闭这个小洞，只允许速度快的分子从A飞向B，而速度慢的分子从B飞向A。如此一来，不需要任何外界做功，我们就可以升高B区的温度而降低A区的温度，从而打破热力学第二定律。

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{{See also|麦克斯韦}}

{{See also|热力学第二定律}}

[[File:Maxwell's_demon.svg.png |right|340px|thumb|麦克斯韦妖假想实验示意图。]]

[[File:Maxwell's_demon.svg.png |right|340px|thumb|麦克斯韦妖假想实验示意图。]]

'''<font color="#ff8000"> 麦克斯韦妖 Maxwell's demon</font>'''是英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 James Clerk Maxwell于1867年为了说明违反'''<font color="#ff8000"> [[热力学第二定律 second law of thermodynamics]]</font>'''的可能性而设想的假想实验。在这个实验当中，一个妖怪控制着两个气体舱之间的一扇小门。当独立的气体分子接近门时，妖怪迅速的打开和关闭门，快速的分子进入其中的一个腔，慢速的分子进入另外一个腔。因为速度更快的分子温度更高，妖怪的动作导致一个腔室升温，另一个腔室降温，从而减少[[熵]]，违反了热力学第二定律。<ref>{{cite book |author=Cargill Gilston Knott |title=Life and Scientific Work of Peter Guthrie Tait |publisher=Cambridge University Press |year=1911 |pages=213–215 |chapter=Quote from undated letter from Maxwell to Tait | chapter-url=https://archive.org/stream/lifescientificwo00knotuoft#page/212/mode/2up}}</ref>这个假想实验引起了关于热力学和[[信息论]]之间关系的争论和理论工作，并一直延续到今天，一些科学家认为理论上的考虑排除了任何以这种方式违反第二定律的实际装置。

'''<font color="#ff8000"> 麦克斯韦妖 Maxwell's demon</font>'''是英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 James Clerk Maxwell于1867年为了说明违反'''<font color="#ff8000"> [[热力学第二定律]] second law of thermodynamics</font>'''的可能性而设想的假想实验。在这个实验当中，一个妖怪控制着两个气体舱之间的一扇小门。当独立的气体分子接近门时，妖怪迅速的打开和关闭门，快速的分子进入其中的一个腔，慢速的分子进入另外一个腔。因为速度更快的分子温度更高，妖怪的动作导致一个腔室升温，另一个腔室降温，从而减少[[熵]]，违反了热力学第二定律。<ref>{{cite book |author=Cargill Gilston Knott |title=Life and Scientific Work of Peter Guthrie Tait |publisher=Cambridge University Press |year=1911 |pages=213–215 |chapter=Quote from undated letter from Maxwell to Tait | chapter-url=https://archive.org/stream/lifescientificwo00knotuoft#page/212/mode/2up}}</ref>这个假想实验引起了关于热力学和[[信息论]]之间关系的争论和理论工作，并一直延续到今天，一些科学家认为理论上的考虑排除了任何以这种方式违反第二定律的实际装置。

== 思想的起源和历史 ==

== 思想的起源和历史 ==

这种技术被广泛地描述为“麦克斯韦妖”，因为它通过将高能和低能原子分类到不同的容器中产生温差实现了Maxwell的过程。然而，科学家已经指出，它不是一个真正的麦克斯韦妖，因为它没有违反热力学第二定律; 它不会导致熵减，也不能用来产生有用的能量。这是因为这个过程需要更多的能量从激光束比可能产生的温差。原子从激光束中吸收低熵的光子，并以随机方向发射它们，从而增加了环境的熵。

这种技术被广泛地描述为“麦克斯韦妖”，因为它通过将高能和低能原子分类到不同的容器中产生温差实现了Maxwell的过程。然而，科学家已经指出，它不是一个真正的麦克斯韦妖，因为它没有违反热力学第二定律; 它不会导致熵减，也不能用来产生有用的能量。这是因为这个过程需要更多的能量从激光束比可能产生的温差。原子从激光束中吸收低熵的光子，并以随机方向发射它们，从而增加了环境的熵。

 

2014年，佩科拉 Pekola 等人展示了 Szilárd 引擎实验的实现。仅仅一年之后，同一个研究小组根据早先的理论提议，第一次实验性地实现了自主的麦克斯韦妖，它从一个系统中提取微观信息，并通过反馈减少系统的熵。这个妖是基于集成在同一电路上的两个电容耦合的单电子器件。妖的运行直接表现为系统中的温度下降，同时由于产生互信息的热力学成本而引起的妖中的温度上升。2016年，Pekola 等人证明了单电子耦合电路中存在自主妖的原理，展示了一种以信息为燃料冷却电路中关键元件的方法。Pekola等人还提出，一个简单的量子比特电路，例如由超导电路构成的电路，可以为研究量子Szilárd引擎提供基础。

2014年，佩科拉 Pekola 等人展示了 Szilárd 引擎实验的实现。仅仅一年之后，同一个研究小组根据早先的理论提议，第一次实验性地实现了自主的麦克斯韦妖，它从一个系统中提取微观信息，并通过反馈减少系统的熵。这个妖是基于集成在同一电路上的两个电容耦合的单电子器件。妖的运行直接表现为系统中的温度下降，同时由于产生互信息的热力学成本而引起的妖中的温度上升。2016年，Pekola 等人证明了单电子耦合电路中存在自主妖的原理，展示了一种以信息为燃料冷却电路中关键元件的方法。Pekola等人还提出，一个简单的量子比特电路，例如由超导电路构成的电路，可以为研究量子Szilárd引擎提供基础。

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'''本词条内容源自wikipedia及公开资料，遵守 CC3.0协议。'''

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