宇宙揭秘：十九世紀物理學界一個著名的思想實驗，無需消耗能量就能創造秩序？

19世紀中期，薩繆爾·摩斯找到了操作，處理和傳遞信息的新方法，從幾千年前發明了文字起，到如今能高速傳輸高度抽象的金屬格子，信息傳輸技術達到了頂峰。對於19世紀末的人們來說，操縱和傳播信息的能力似乎已經達到了頂峰，不過他們大錯特錯了，信息比任何人想像的都要更重要更基礎。

人們很快就發現，信息不僅關乎人們的交流，它的意義要深遠得多，信息真正的本質會因為一個奇怪的問題得以揭露，一個傑出的蘇格蘭物理學家所想出的問題，他就是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋。

在他的眾多興趣中，麥克斯韋對熱力學最為著迷，蒸汽機誕生後，關於熱和運動的研究也隨之興起，而麥克韋斯是最先認識到熱量實際上就是分子運動的人之一，東西越熱，分子運動的速度就越快，這個想法將使麥克斯韋想出一個奇特的思想實驗，在這個實驗中，信息是關鍵。

麥克斯韋推論，只要知道一盒空氣中發生了什麼，就能使其中一半變得更熱而另一半變得更冷，把它想像成不用消耗任何能量，就能在冰箱旁邊建一個烤箱。

這聽起來很瘋狂，但麥克斯韋的論點非常有說服力。想像一個小惡魔停在盒子上面，他的視力很好，能準確觀察盒子里所有空氣分子的運動。最重要的是他控制著將盒子分成兩半的隔板，每次他看到一個快速移動的分子從右邊接近隔板時，他就把隔板打開，讓它去左邊；而每次他看到一個緩慢移動的分子從左邊靠近隔板時，他就把隔板打開，讓它去右邊。

而接下來你能猜到會發生什麼。隨著時間的推移，所有快速運動的熱分子會堆積在盒子的左邊，所以緩慢運動的冷分子會堆積在盒子的右邊。重要的是，惡魔所做的只是對分子的運動信息進行了分類。麥克斯韋的惡魔似乎在說，只要有關於分子的信息，就可以從無序中創造出秩序，這個想法在19世紀的思想中就出現了！

熱力學很清楚地表明，隨著時間的退役，宇宙的熵，無序性總是會增加，一切註定會土崩瓦解。但惡魔似乎在暗示，可以不消耗任何能量就可以把東西變回原狀，通過使用信息就能創造秩序，而這被證明是一個極其困難的問題，而聰明的麥克斯韋有了一個遠遠領先於他的時代的想法。

麥克斯韋對物理學界產生了很大的影響，他想出了這個複雜的概念，在某種意義上，他已經預想出了信息這個當時完全不存在的概念，那個想法非常令人震驚，麥克斯韋本人並沒有給出解答方法，他只是將問題提出來供大家解決。在接下來的一百多年裡，為了解決那個問題，產生了很多激動人心的辯論和發展！

那麼麥克斯韋的惡魔到底在幹什麼？聽起來可能有些不切實際，但想像一下，如果我們能在現實世界中建造一個類似模仿惡魔行為的機器，在純粹使用信息的情況下，我們就可以用它來加熱一杯咖啡或者運行一個引擎，或者給一個城市供電，就好像我們可以在宇宙中創造秩序而不消耗任何能量一樣！

信息似乎能夠打破物理定律，但事實並不是那樣，它無法打破。麥克斯韋的惡魔之所以不能免費獲得能量是因為他的大腦。人們發現，惡魔的確只利用信息就創造出了有用的能量，但這並不意味著他能不勞而獲。

記住惡魔的工作機制，他看到盒子的一邊有個快速移動的分子，於是他打開隔板，讓它過去另一邊，但每次他這樣做的時候，他必須在記憶力儲存關於那個分子的速度的信息，很快他的記憶就滿了，只有刪除一些信息時才能繼續，重要的是，這種刪除行為會消耗能量。

惡魔需要記錄哪些分子在向哪移動，如果記錄裝置大小有限，在某個時候，惡魔不得不將其擦除，這是一個增加宇宙的熵的不可逆過程，正是對信息的刪除導致了熵永遠在上升！！！

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