1867年,物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦做了一件非常顽皮的事。 他提出了一个明显违反热力学第二定律的观点,这一观点如此巧妙,以至于其他物理学家从那时起就一直试图解决这个问题。 他的思想实验引入了一个“恶魔”——一种微小的智能生物,驻扎在两个充满气体的房间之间的门上,只允许快速粒子进入一侧,慢速粒子进入另一侧——最终的结果是一个房间温暖,另一个房间寒冷。 问题在于,这会降低熵——根据热力学第二定律,如果其他地方没有补偿性的增加,这种情况就不可能在孤立的系统中发生。 然而麦克斯韦妖显然无需做任何工作就实现了这一点。这是懒惰的典型代表。 现在,一个新的物理学家团队加剧了这个问题。 通过利用隐藏在物理系统内存中的信息,研究人员表明,装病的小鬼可以提取比无记忆系统所放弃的更多的能量。 frameborder =“0”允许=“加速度计;自动播放;剪贴板写入;加密媒体;陀螺仪;画中画;网络共享”referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen> 需要明确的是,麦克斯韦最初的悖论早已得到解决。恶魔的把戏毕竟不是免费的:信息是物理的,处理它会带来遵守热力学第二定律的热力学成本。 但该决议揭示了一些有趣的事情。有关物理系统的信息本身可用于从该系统中提取有用的工作。 为了证明这个想法,德国康斯坦茨大学的物理学家克莱门斯·贝辛格和他的同事构建了现实世界版本的麦克斯韦妖。 这是它的工作原理。研究人员使用激光将微小的玻璃珠捕获在液体中。然而,即使被激光抓住,珠子也不是完全静止的。它不断受到周围分子的推挤,导致它以一种称为布朗运动的现象随机摇动。 提供的人工智能生成的麦克斯韦妖插图。 (康斯坦茨大学/AG Bechinger,使用人工智能创建) 通过监测珠子的位置,研究人员可以确定何时移动激光陷阱以利用其运动,从而在此过程中提取少量能量。 这是信息引擎的基本原理——利用系统知识将随机运动转化为有用的工作。 但有一个问题。信息引擎只能利用它有权访问的信息。在现实世界中,其中一些信息可能是隐藏的。 这就是贝辛格系统开始超越沼泽标准麦克斯韦妖的地方——因为这种液体不是沼泽标准的水。…