Τα παράδοξο του Maxwell

Καλημέρα Νίκο.

Τι διαφορά έχουν τα κόκκινα με τα μπλε μόρια;

-Μήπως εννοείς μόρια με μικρές ταχύτητες (μπλε) και μόρια με μεγαλύτερες ταχύτητες (τα κόκκινα);

-Προφανώς στο πορτάκι κάθεται ο διάβολος που επιτρέπει μια ορισμένη φορά διέλευσης για τα μόρια! Έτσι στην περίπτωσή μας επιτρέπει στα αργά να κινηθούν προς τα δεξιά και στα κόκκινα προς τα αριστερά.

Είναι έτσι ή κάτι άλλο περιγράφεις;

Καλημέρα Μιχάλη.

Την ίδια σκέψη έκανα και γω…

Αλλά πιθανόν ο Νίκος να το πηγαίνει αλλού.

Καλησπέρα Αποστόλη.

Αυτό ακριβώς, ίσως με άλλα λόγια, ήταν και το νόημα του παραπάνω σχολίου μου, εδώ.

Προτίμησα την "λογική" της ενέργειας, αφού το "παράδοξο" είχε διατυπωθεί με όρους διαχωρισμού των μορίων με βάση τις ταχύτητές τους.

Αλλά αν ο δαίμονας διαχώριζε τα αργά από τα γρήγορα μόρια, τότε θα μπορούσε να λειτουργήσει μια θερμική μηχανή μεταξύ των δύο διαμερισμάτων και να παράγει έργο.

Θα είχαμε συνεπώς βελτίωση της ποιότητας ενέργειας, δηλαδή μείωση της εντροπίας, αλλά για να συμβεί αυτό, πρέπει ο "δαίμονας"-μηχανή να παράγει έργο επί του αερίου.

Βέβαια τα τελευταία χρόνια, το θέμα συνδέθηκε με την πληροφορική (να γιατί μπήκαμε σε διαζευκτικό ή)!!!

"Μια ένδειξη για το τι μπορεί να είναι αυτό ήρθε όταν ο φυσικός Λέο Σίλαρντ φαντάστηκε μια απλουστευμένη εκδοχή του δαίμονα το 1929. Στο σενάριο αυτό ένα μόνο μόριο είναι παγιδευμένο μέσα σε ένα κουτί και ο δαίμονας μπορεί να δει σε ποιο άκρο του κουτιού βρίσκεται το μόριο ανά πάσα στιγμή. Ο δαίμονας βάζει ένα διαχωριστικό στη μέση του κουτιού και αφήνει το μόριο να το σπρώξει προς τα πάνω στο ένα άκρο, έχοντας μια μικρή αντίσταση. Αυτό σημαίνει ότι γίνεται έργο. Η γνώση του δαίμονα συνίσταται σε ένα bit πληροφορίας, το οποίο ισοδυναμεί με ένα 0 ή ένα 1, και ο Σίλαρντ υπολόγισε πόσο έργο μπορεί να εξαγάγει με αυτό το ένα bit του. Σε θερμοκρασία δωματίου παράγεται περίπου 3·10-21 joules έργου, αρκετό για να σηκώσει ένα βακτήριο περίπου ένα νανόμετρο. Αυτό υποδείκνυε ότι η πληροφορία ίσως αποτελεί το χαμένο κομμάτι της θερμοδυναμικής.

Διαβάστε σχετικά: Η θερμική μηχανή του Szilard

Πεπερασμένο σατανικό μυαλό
Και άλλοι είχαν συνειδητοποιήσει ότι το κόλπο του δαίμονα βασίζεται στη γνώση του σχετικά με τα μόρια, ωστόσο το μεγάλο βήμα του Σίλαρντ ήταν ότι ποσοτικοποίησε την πληροφορία που χρειαζόταν ο δαίμονας. 

Για περισσότερα εδώ.

Νίκο, με αντιγράφεις

Αλλά να δώσω μια μικρή συνέχεια, από το ίδιο:

“Το 1961 ο Ρολφ Λαντάουερ [Landauer’s principle], ερευνητής στην ΙΒΜ στη Νέα Υόρκη, προχώρησε τα πράγματα πιο πέρα δείχνοντας ότι για να σβηστεί η μνήμη ενός υπολογιστή απαιτείται έργο. Ο συνάδελφός του Τσαρλς Μπένετ [Notes on Landauer’s principle, reversible computation, and Maxwell’s Demon] εφήρμοσε αυτό το αποτέλεσμα στον δαίμονα, θεωρώντας ότι η γνώση του θα πρέπει να είναι αποθηκευμένη σε κάποιο είδος πεπερασμένης μνήμης η οποία αργά ή γρήγορα θα πρέπει να σβηστεί προκειμένου να συνεχιστεί η λειτουργία της. Υπολόγισε ότι ο δαίμονας θα έπρεπε να αφιερώνει για αυτόν τον σκοπό τουλάχιστον όσο έργο μπορεί να κερδηθεί από τα κουτιά με τα οποία ασχολείται.

Ο υπολογισμός της δαπάνης ενέργειας για το σβήσιμο των πληροφοριών αποκατέστησε μια κάποια ισορροπία στον θερμοδυναμικό κόσμο του δαίμονα, όχι όμως σε απολύτως ικανοποιητικό βαθμό. Ο δαίμονας εξακολουθούσε να παραβαίνει τον δεύτερο νόμο για ένα χρονικό διάστημα – ως τη στιγμή που το μυαλό του θα γέμιζε υπερβολικά.”