麦克斯韦妖

麦克斯韦妖是世界十大著名物理学家之一詹姆斯·麦克斯韦提出的猜想，主要为了说明热力学第二定律的可能性而提出的设想。这个设想是这样的：

假如有一个密闭的容器，中间一个没有任何摩擦力的板子将其分成AB两部分，而在隔板上面有一个妖怪控制的阀门。

最开始两边的温度一样，当高速分子由A向B运动或慢速分子由B向A运动时，妖怪就会把门打开。而当当高速分子由B向A运动或慢速分子由A向B运动时，妖怪就会把门关上，最终久而久之所有的高速分子都会到达B区，而所有的慢速分子都会来到A区，这个系统就会变得更加有序。

1871年，麦克斯韦发明了一个小精灵——后来就叫做麦克斯韦妖——用来说明熵和气体中热运动论的统计性质。想象有一个二室的房子，气体均匀地分布在两室里。两室之间只有一个活动门相通。正如麦克斯韦的理论所描述的，两室中的气体分子，有些运动得很慢，有些则很快。当分子走过时，精灵抓住慢的把它送到另一室，又把另一室的快分子抓住通过活动门送到第一室。用这一方式，最后第一室将充满热（运动快的）分子，而第二室充满冷（运动慢的）分子。如果精灵真的存在（当然是不可能的），加热一间房子就可以不要任何能量。

物理学经过了70年的时间，研究热的本质及其与其他能量形式的相互关系，这才摆脱了18世纪的热质说。基于原子论的威力并且通过运用数学和模型以及仔细的实验，这才获得两个永恒的原理，从而为热力学机制提供了更为扎实深刻的认识。

麦克斯韦妖（Maxwell's demon），是在物理学中假想的妖，能探测并控制单个分子的运动，于1871年由英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦为了说明违反热力学第二定律的可能性而设想的。

当时麦克斯韦意识到自然界存在着与熵增加相拮抗的能量控制机制。但他无法清晰地说明这种机制。他只能诙谐地假定一种“妖”，能够按照某种秩序和规则把作随机热运动的微粒分配到一定的相格里。麦克斯韦妖是耗散结构的一个雏形。

扩展资料

麦克斯韦假想，宇宙中有这么一种机制（当然是假想的），这种机制宛如一个拥有亿万级显微镜的智者，他窥探到了每个分子的一举一动。假如有一个完全与外界隔绝的箱子，中间用一块完全隔热的板子隔开，出了一个小门，而麦克斯韦妖就站在小门前。

他站在门前，盯住了每一个分子，如果是运动快的分子（势能高，即比较热）他就不让这个分子过去，如果是运动比较慢的分子（势能低，即比较冷）他就放它过去。久而久之，原本温度平衡的箱子，就出现了一半热一半冷的现象。

这个是与热力学第二定律相悖的，根据熵增定理，上诉过程相反一下才是正确的。

麦克斯韦1831年6月出生于苏格兰爱丁堡，他的父亲原是个知识渊博的律师，但却热衷于技术和建筑设计，对麦克斯韦的一生影响很大。8岁的时候，麦克斯韦的母亲不幸得肺结核去世，从此家庭的重负全都落在了父亲的身上。幼年丧母使麦克斯韦的性格变得孤僻、内向。16岁麦克斯韦中学毕业后进入了苏格兰的最高学府爱丁堡大学，专门攻读数学和物理学。19岁时进入了剑桥大学并成为了霍普金斯的研究生。1854年的时候毕业并留校任教，后因父亲生病到苏格兰的马里沙耳学院任自然哲学教授，1871年受聘筹建剑桥大学卡文迪什实验室，并任第一任主任。

1831年6月13日，麦克斯韦出生在苏格兰爱丁堡一个很有名望的家庭。其父对于实用的、技术性的学问很感兴趣，后来成为爱丁堡皇家学会成员。8岁时，母亲去世，在父亲的引导下学习科学。受其父亲的影响，麦克斯韦从小就进入科学界，因而受到很多有益的影响。

1847年，16岁的他进入爱丁堡大学学习数学和物理学，1850年，他转入剑桥大学，在那里，在著名数学家W·霍普金斯的指导下，他取得了不菲的成绩。