妖怪之类的从来都只存在于古代的传说中,科学告诉我们世界上是不可能存在妖怪这种生物的。然而在物理学界,居然有个假想出来的妖,叫做麦克斯韦妖,而这究竟又是个什么东西呢?

物理学界假想的妖

麦克斯韦妖是什么,物理学界中假想存在的妖怪

这个所谓的“妖怪”是与热力学第二定律有关的,这个定律的表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。

麦克斯韦妖是什么,物理学界中假想存在的妖怪

在1871年,物理学家詹姆斯·麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性,而设想了这样的一个妖怪,它能够探测并控制单个分子的运动。

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这个妖的出现,是由于麦克斯韦意识到了自然界存在有一种与熵增加相抵抗的能量控制机制,而这个熵是热力学中的单位,它的物理意义是表示体系混乱程度的度量。

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但又由于麦克斯韦没有办法清晰的说明这种机制究竟是怎样的,就干脆假想除了一个妖怪,这也就是物理学中的妖了,它能够按照某种秩序好规则,吧作随机热运动的微粒分配到一定的相格里。

第二类永动机

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我们知道永动机是不可能存在的,于是人们想到了第二类永动机,这个麦克斯韦妖就是第二类永动机的范例。人们想着,是否能够设计出一类从海洋、大气甚至是宇宙中西区热量的装置。

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而这个装置所吸收的热量最终是能够作为驱动永动机的源头,于是后来在1881年,有个叫做约翰·嘎姆吉开始着手设计了一个装置,这一装置利用海水的热量将液氨汽化,推动机械运转。

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但是这一装置无法持续运转,因为汽化后的液氨在没有低温热源存在的条件下无法重新液化,因而不能完成循环。而热力学第二定律的内容,说明了第二类永动机的不可能,所以物理学界的这个妖怪,也只能存在于假想之中,不可能真是存在。