麥克斯韋的妖(麥克斯韋的妖圖片)
xj
2023-08-06
我個人認為不可能吧,因為這個違反了科學熱力學的第二定律。
日本研究人員,他們在2012年的時候說到,在11月15日,按北京時間算,出版的《自然物理學》網絡版上報告說,他們讓納諾球沿著實驗室電場制造的梯子向上爬,爬行所需的能量是根據粒子在任何給定時間移動方向的信息轉換而來的,這意味著科學家們首次在實驗室中實現了從信息到能量的轉變。
大約在150年驗證了英國物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出的麥克斯韋妖的想法。它是一個虛構的妖精,可以檢測和控制單個分子的運動,它是由英國物理學家麥克斯韋在 1871年構思的,目的是為了說明違反熱力學第二定律的可能性。
現在,物理學家已經證明遺忘已經完全粉碎存在的可能性,因為遺忘需要能量消耗,德國奧格斯堡大學的奧格斯堡大學的魯茲和他的同事根據實驗結果發現,消除信息需要的能量是多么的少。實驗結果發表在 3月7日的《自然》雜志上。在 1961 中,IBM物理學家羅夫·蘭道爾 證明重置 1 位信息會釋放熱量。
也就是說,將二進制位放入計算機中為零,無論初始值是 1 還是 0,釋放的熱量都很少。該能量是蘭道爾的閾值,與環境溫度成正比,因為人才刪除的信息,他們是將兩種可能的狀態壓縮為一種狀態,所以正是這種信息的壓縮,才可以導致熱量的散發。
關于以上的問題今天就講解到這里,如果各位朋友們有其他不同的想法跟看法,可以在下面的評論區分享你們個人看法,喜歡我的話可以關注一下,最后祝你們事事順心。
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[img]麥克斯韋妖究竟是一個什么樣的“妖”?麥克斯韋妖(Maxwell's demon),是在物理學中假想的妖,能探測并控制單個分子的運動,于1871年由英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。
當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他無法清晰地說明這種機制。他只能詼諧地假定一種“妖”,能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里。麥克斯韋妖是耗散結構的一個雛形。
擴展資料
麥克斯韋假想,宇宙中有這么一種機制(當然是假想的),這種機制宛如一個擁有億萬級顯微鏡的智者,他窺探到了每個分子的一舉一動。假如有一個完全與外界隔絕的箱子,中間用一塊完全隔熱的板子隔開,出了一個小門,而麥克斯韋妖就站在小門前。
他站在門前,盯住了每一個分子,如果是運動快的分子(勢能高,即比較熱)他就不讓這個分子過去,如果是運動比較慢的分子(勢能低,即比較冷)他就放它過去。久而久之,原本溫度平衡的箱子,就出現了一半熱一半冷的現象。
這個是與熱力學第二定律相悖的,根據熵增定理,上訴過程相反一下才是正確的。
麥克斯韋妖有什么作用麥克斯韋妖的作用是:
麥克斯韋妖(Maxwell's demon),是在物理學中假想的妖,能探測并控制單個分子的運動,于1871年由英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。
當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他無法清晰地說明這種機制。他只能詼諧地假定一種“妖”,能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里。麥克斯韋妖是耗散結構的一個雛形。
特點:
可以簡單的這樣描述,一個絕熱容器被分成相等的兩格,中間是由“妖”控制的一扇小“門”,容器中的空氣分子作無規則熱運動時會向門上撞擊。
“門”可以選擇性的將速度較快的分子放入一格,而較慢的分子放入另一格,這樣,其中的一格就會比另外一格溫度高,可以利用此溫差,驅動熱機做功。這是第二類永動機的一個范例。
以上內容參考?百度百科—麥克斯韋妖
麥克斯韋妖是什么,為何糾纏物理學界一百多年?妖怪之類的從來都只存在于古代的傳說中,然而在物理學界,也有個假想出來的妖,叫做麥克斯韋妖,而這究竟又是個什么東西呢?
麥克斯韋妖 (Maxwell's demon),是在物理學中假想的妖,能探測并控制單個分子的運動,于1871年由英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。
如果要評選全世界最偉大的兩位物理學家,那么牛頓愛因斯坦將毫無疑問入選,一個人構建了宏觀世界的力學體系,一位帶我們進入了微觀世界, 探索 這茫茫宇宙。而連接這兩位的,毫無疑問是麥克斯韋,他是舊時代的終結者,也是新時代的開創者。
這個所謂的“妖怪”是與熱力學第二定律有關的,這個定律的表述為:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響,或不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響,或不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。
在1871年,物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性,而設想了這樣的一個妖怪,它能夠探測并控制單個分子的運動。
這個妖的出現,是由于麥克斯韋意識到了自然界存在有一種與熵增加相抵抗的能量控制機制,而這個熵是熱力學中的單位,它的物理意義是表示體系混亂程度的度量。
但又由于麥克斯韋沒有辦法清晰的說明這種機制究竟是怎樣的,就干脆假想出了一個妖怪。
據說劍橋某位物理學家有一次恭維愛因斯坦說:“你站在了牛頓的肩上”,愛因斯坦卻回答:不,我是站在麥克斯韋的肩上!
麥克斯韋方程可以說是濃縮了麥克斯韋的畢生成果,讓無數物理學家前赴后繼去研究,但除了麥克斯韋方程之外,麥克斯韋放出的麥克斯韋妖,也整整糾纏了物理學家一個多世紀。所以物理學家一直想證明麥克斯韋妖的存在!
在麥克斯韋構想中,麥克斯韋妖有極高的智能,可以追蹤每個分子的行蹤,并能辨別出它們各自的速度。妖精掌握和控制著高溫系統和低溫系統之間的分子通道。它利用了分子運動速度的統計分布性質。
通過這樣一個能夠控制分子運動的小妖精,只允許快分子從低溫往高溫運動,慢分子則從高溫往低溫運動,在“小妖”的這種管理方式下,兩邊的溫差會逐漸加大,高溫區的溫度會越來越高,低溫區的溫度越來越低。
我們知道永動機是不可能存在的,于是人們想到了第二類永動機,這個麥克斯韋妖就是第二類永動機的范例。這個裝置所吸收的熱量最終是能夠作為驅動永動機的源頭。
于是后來在1881年,約翰·嘎姆吉開始著手設計了一個利用海水的熱量將液氨汽化,推動機械運轉。
但是這一裝置無法持續運轉,因為汽化后的液氨在沒有低溫熱源存在的條件下無法重新液化,因而不能完成循環。所以物理學界的這個妖怪,也只能存在于假想之中,不可能真是存在。
時至今日,科學家依然不敢說徹底斬殺了“麥克斯韋妖”,但是可以確定地說,蘭道爾已經徹底將“麥克斯韋妖”從熱力學第二定律中驅逐了出去。
“麥克斯韋妖”的 探索 其實也就是人類對于能量與信息之間的本質關系的 探索 ,同時也是人類對于漫漫宇宙的思考,那就是在浩渺宇宙,會不會存在這樣的一個地方,違背人類認知中的所有規則與定律,還是整個宇宙就是一個超大的孤立系統,就是完完全全按照其已經存在的法則運行。
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