熵与信息(三):麦克斯韦妖的百年纠葛

这个隐患就是被人戏称为物理学4大神兽之一的“麦克斯韦妖”,是麦克斯韦在1871年提出的一个可能违反热力学第二定律的思想实验。热力学第二定律的“隐患”麦克斯韦妖这个思想实验是这样的,假设一个容器被分成A和B两个隔间,中间有一个可以被一个妖怪控制的小门。这个妖怪能观察每一个分子的运动,并根据...

改变世界的15个方程!|牛顿|薛定谔|方程组|麦克斯韦|勾股定理_网易...

它指出孤立系统的熵永远不会减少,是理解能量传递的重要理论。1850年,德国科学家鲁道夫·克劳修斯通过研究热传递与功的关系奠定了热力学第二定律的基础。热力学第二定律5.勾股定理:勾股定理是几何学的基础,它描述了直角三角形三边的关系。由古希腊数学家和哲学家毕达哥拉斯提出。勾股定理6.微积分:测量...

优秀的数学家在定理之间看到类比,伟大数学家在类比之间看到类比

当前,实际的逻辑学只擅长处理确定的、不可能的或者完全可疑的事情.幸运的是,这三者都不需要我们推理.因此,这个世界真正的逻辑是概率演算的逻辑,它考虑的是一名理性思考者的大脑中已经或者应该存在的概率大小.——詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(JamesClerkMaxwell,1850)假设在某个黑夜,一名警察在空荡荡的街上巡逻.突然,...

杨振宁是如何获得诺贝尔奖的?通俗易懂的语言,让你迅速搞懂

通常所说的对称,就是一个图形通过某种变换之后形状不变,在物理学上可以把这个说法引申一下理解,那就是某个定律在某种属性变换后仍然不变。举个例子,我们知道物理学上有一个定理叫做能量守恒。能量守恒定律对应的叫做时间平移对称性,意思就是不论什么时候做实验,这个定律都是成立的。看到这句话,你可能觉得这是废话...

一切都是光,宇宙万物都来自光

在牛顿力学三大定律之后，麦克斯韦的电磁力方程成为人类第二个精确描述世界如何存在的方程式。然而人们发现，对于光的了解仍然远远不够。光为什么具备双重人格？它既是粒子，又是一种波。它的真面目到底是什么？这个问题要留给另一位天才来发现。时间来到1895年，年仅16岁的爱因斯坦被一个问题迷住了：光为什么是宇宙中...

经典理论都与量子理论“纠缠”,为何热力学是唯一例外?

这正是经典热力学中的麦克斯韦妖(www.e993.com)2024年11月27日。常见的实现麦克斯韦妖的装置包括费曼棘轮、Lochmidt回波等。在所有可能的选项中,20世纪20年代出现的Szilárd热机最具启发性。所谓Szilárd热机,是指当一个盒子里只有一个分子时,若分子在盒子左边,让右边对外做功,当分子在右边时,让左边对外做功。由于总是真空的一边在做功,能量损耗可忽...

用五分钟了解一下“麦克斯韦方程组”,这个世上最伟大的公式

麦克斯韦背后的男人1860年,麦克斯韦遇到了他人生中最重要的男人法拉第。法拉德斯是麦克斯韦登上电磁学顶峰的背后人物,他唤醒了麦克斯韦方程式中除安培环定理外的另一个基本方程式。1831年,法拉第发现了磁与电之间的相互联系和电话关系。只要通过闭合电路的磁发生变化,闭合电路就会产生感应电流。

19世纪物理学的第二朵乌云

“关于能量分配的麦克斯韦-玻尔兹曼原则”就是我们现在所说的能量均分定理。是说,在分子组成的系统中,每个自由度的平均动能都是kT/2,即玻尔兹曼常数k乘以温度T除以2。开尔文的演讲里完全没有提黑体辐射。不过,6个月后,关于黑体辐射的瑞利定律(1900年6月)确实是用能量均分定理推导出来的。

图灵逝世七十周年:重新认识那个群星闪耀的时代

这其中包括英国最受尊敬的物理学家麦克斯韦(JamesClerkMaxwell),他曾提出麦克斯韦方程,统一了电学和磁学。1871年,麦克斯韦在《论热能》(TheoryofHeat)一书中提出“热力学第二定律的局限”。为了推翻此律,他给出了一个看似完美的思想实验:“麦克斯韦妖”。

精密测量院在广义热力学第二定律实验探究方面取得新进展

破解这个异常现象的是美国物理学家西拉德,他在上世纪三十年代建立了一个名叫西拉德引擎(Szilardengine)的理论模型,指出麦克斯韦妖是通过提取分子的信息来减少系统的熵,从而打破了热力学第二定律的限制。西拉德引擎揭示了信息熵与热力学之间的深刻关系,改变了人们对传统热力学定律的理解,对计算机科学和物理学交叉领域产生...