我们最终驱走麦克斯韦妖了吗？它总是试图违反热力学第二定律

科学家们使用盘算机模型扩展了物理学中一个著名的思维实验。麦克斯韦妖这个观点似乎违反了热力学第二定律，150年来，科学家们一直在争论它到底是什么意思。现在，来自德国马克斯·普朗克光科学研究所的物理学家斯特拉·塞、斯蒂芬·尼姆里克特和瓦莱里奥·斯卡拉尼认为，秘密在于限制这个有名无实的妖怪的能力。

科学家们开始说：“我们讨论了一个丈量驱动引擎的自包罗自旋玻色子模型，其中一个恶魔通过丈量和反馈控制从量子自旋的热引发中发生功。”

热力学第二定律广泛地说，热量从较热的物体转移到较冷的物体，而不是相反的偏向，能量会扩散到充满空间的地方。通常这意味着系统内的温度会到达相当匀称的平均值。

《大英百科全书》解释说：“从本质上讲，这个定律说明热量不会自然地从低温物体流向高温物体，要做到这一点，必须支付努力。”技术可以将这种趋势作为差别装置和机构设计的一部门。而且，就像任何定律一样，科学家们喜欢试图打破它，或者证明它在理论上是可以被打破的。

这种逆向激动的一个经典版本是麦克斯韦妖(Maxwell 's Demon)，这是一个思维实验，在这个实验中，一个智能的妖是在差别加热气体粒子打转的房间之间的保镖。恶魔打开了一扇门，把高能量(较热的)粒子赶进一个房间，把低能(较冷的)粒子赶进另一个房间。这是第二定律的一种变通方法吗？

《大英百科全书》接着说：“在1950年左右，法国物理学家莱昂·布里渊通过证明，在选择快分子和慢分子时，熵的增加将凌驾恶魔行为导致的熵的淘汰，从而驱除了恶魔。”换句话说，支付保镖的间接能源成本以及保镖必须使用的能源，比您试图颠覆定律所节约的成本还要多。

这是很是简朴的，但人们固然喜欢争论这个想法，而加入量子力学和其他相对“新的”领域只会使恶魔变得更庞大。

马克斯·普朗克光科学研究所的研究人员关注的是在量子系统中所做的事情能发生什么样的能量。他们说：“为了获得最佳性能，我们不允许妖怪完全直接会见自旋状态和兰道尔的擦除行动，而是把这个妖怪的行为限制在指针丈量上。”

在他们的实验模型中，他们将一个量子比特（量子行为的一个微小基本单元）放在一个能量源旁边，并用一个指针显示量子比特的感受。使用这个装置和指针来丈量系统的状态，就发生了一个有争议的量子力学问题：丈量的能量是算作功还是仅仅算作量子加热现象？

这个“较小的麦克斯韦妖”模型发现，一个宏观（大）指针花费了足够大的能量，它确实算作功，而一个微观（小，甚至以显微镜的尺度）指针却没有。

科学家说，差别指针巨细的效果让她受惊，她希望同一模型可以用于差别的量子系统，以展现其他量子优势。所以，也许真正驱除麦克斯韦妖的秘诀是从改变参数开始。