熵与信息(三):麦克斯韦妖的百年纠葛

这里的最大问题,就是麦克斯韦妖是不是可以在理论上存在,也就是说它会不会违反物理规律。不过,在最开始的时候别说做出准确的判断了,就是想对这个问题进一步的分析都做不到。本质上来说,麦克斯韦妖也就是一个可以测量信息、记录信息,然后根据信息实现控制的信息系统。但是当时还没有人能清楚地说明信息和物理世界之间...

从麦克斯韦妖到量子生物学,生命物质中是否潜藏着新物理学?

在一封给朋友的信中,苏格兰物理学家麦克斯韦设想了一个微小的生物,它可以感知在一盒气体中四处乱窜的单个分子。通过操纵一扇小门,这个被称为“麦克斯韦妖”的小东西可以将所有速度快的分子引导到盒子左边,将速度慢的分子引导到盒子右边。关于麦克斯韦妖图3:麦克斯韦妖(Maxwell'sdemon)图3显示的是一盒气体被带有...

赵峥教授解读物理世界——麦克斯韦妖

赵峥教授解读物理世界——麦克斯韦妖出品:科普中国-星空计划(创作培育)特别声明本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问httprenzheng.thepaper。

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

研究团队精心设计了由麦克斯韦妖调控的西拉德引擎实验方案,并在精密测量院的超冷离子实验体系中完成了该实验工作。基于超冷离子的精密操控关键技术,研究人员首先在实验上确认了由于麦克斯韦妖的介入所带来的系统内禀的非平衡特性,然后,通过精准测量系统的信息耗散在实验上证实了这个新的涨落定理。同时,研究人员还检验了一系...

当达尔文遇见拉马克——达尔文学说2.0|《信息、生命与物理学》|...

基因中的麦克斯韦妖尽管适应性突变令人惊讶,但它们仍然暗示了基因组是外部随机因素引发的打击或愚蠢错误的被动受害者。也就是说,虽然基因组有一定的操控力,但这仍是一个概率事件。假设处于困境中的细胞根本不必依赖外部力量来产生突变,会怎么样?如果这些细胞能够主动操控它们的基因组,又会怎么样?

物质、生命和演化的统一科学:超越牛顿第三定律

后续的研究表明,麦克斯韦妖并不违反热力学第二定律(www.e993.com)2024年11月22日。信息的处理,包括信息的擦除,需要消耗能量,这会导致系统的熵增加,从而不违反热力学第二定律。参看《麦克斯韦妖文章》。***bodyforcesandsurfaceforces:体力(bodyforce)是指作用于物体内部每一个点的力,与物体的表面积无关。表面力(surfaceforce)则作用于...

热力学与量子力学在21世纪重新相遇_澎湃号·媒体_澎湃新闻-The...

这正是经典热力学中的麦克斯韦妖。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...

神级天才,麦克斯韦的传奇故事,据说他能排进人类历史前三

热力学当中著名的“麦克斯韦妖”假想也是麦克斯韦提出来的。这只假想出来的小妖精可以观察并控制单个分子的行迹,从达成一系列颠覆热力学定律的操作。麦克斯韦妖被提出之后,科学界一直都在想办法证实观察并控制单个分子的能力不可能被实现,然而直到二十世纪,人类才真正找到证伪麦克斯韦妖的理由。

孙昌璞:理论物理的“唯美”与“求真”|数学|介观|热力学|科学家|...

后来我们进一步尝试了基于“麦克斯韦妖”的信息辅助的量子热机,发现只要把信息擦除的过程包括到热力学循环,热力学定律就不会被违反。此后,董辉等研究生也陆续加入量子热力学研究,我们进一步从非正则统计物理学、量子相变物质做功和麦克斯韦妖的角度研究相关的问题。这些年量子热力学在世界上成为研究热点,我们早年的几篇...

逝者如斯夫,不舍昼夜,你,真的懂时间吗?

最近的一项实验声称,研究人员在大约60个原子的系统中复制了麦克斯韦妖,使系统的无序度降低了2.44。这对量子计算来说可能是件大事。有人认为如果麦克斯韦妖能在更大范围内发挥作用,时间逆转或许是可能的,但这并不意味着我们可以回到昨天。当你以接近光速运动时,时间膨胀是如何发生的?