ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Парадокс Максвелла из "Решаемые и нерешаемые проблемы биологической физики" Обратим теперь внимание на более сложный и, вероятно, более важный парадокс Максвелла и на более изобретательного демона Максвелла. [c.33] Парадокс Максвелла имеет длительную и запуганную историю. Библиография парадокса обширна (см., например, [1,6,17]). Максвелл придумал своего демона, чтобы прояснить смысл второго закона термодинамики. Ниже приводится текст Максвелла [18] (цитировано по [19]). [c.33] Схема устройства, предложенного Максвеллом, представлена на рис. 3.1. [c.34] Несколько поколений физиков пытались решить этот парадокс. Чтобы преодолеть трудности, связанные с измерением скоростей, сам Максвелл превратил своего демона в менее могущественное существо, которое умеет только закрывать дверцу перед любой молекулой, летящей от А к В, и создавать разность давлений между двумя частями сосуда с нарушением второго закона термодинамики. [c.34] Ричард Фейнман предложил сложную механическую машину с собачкой . Он также пришел к выводу, что механический демон погибнет из-за перегрева. [c.34] Рассмотрим теперь решение по Бриллюену [8]. Демон (или часть устройства, называемого Демоном) не может находиться в термодинамическом равновесии с остальными частями системы. В противном случае он был бы способен воспринимать лишь интенсивность излучения абсолютно черного тела, спектр которого зависит только от температуры. Демон должен освещать молекулы и иметь поэтому электрический фонарик, температура нити лампы которого отличается от температуры системы. Детальный анализ показывает, что операции, связанные с получением информации, приводят к неизбежному повышению энтропии системы на величину, по крайней мере равную (в идеальном случае) понижению энтропии в результате действий демона. [c.35] Другими словами, сохраняемая информация становится мусором, и когда ее количество превышает емкость демона, его кажущаяся способность нарушать второй закон прекращается. В следующей главе будет более подробно обсуждена новая формулировка второго закона. Из предвдущей дискуссии ясно, что эта формулировка должна включать время. Демон функционирует до тех пор, пока он не находится в равновесии с окружением и может использовать для выполнения своей цели механические степени свободы. [c.36] Таким образом, все попытки убить демона Максвелла в течение полутора сотен лет не увенчались полным успехом. Однако работы многих ученых, принимавших участие в этой криминальной деятельности , не прошли даром. Они привели к более четкому пониманию термодинамики. Мы увидим далее, что демоны Максвелла работают особенно эффективно в сложных биологических конструкциях, участвуя в самых важных процессах в живой материи. [c.36] Вернуться к основной статье