Связь демона Максвелла и теории информации
Час физика. Гость Евгения Сатановского и Сергея Корнеевского в студии «Вестей ФМ» – заведующий лабораторией теории сложных систем Института химической физики им. Н.Н.Семенова РАН Владик Аветисов.
АВЕТИСОВ: Такая наука, как термодинамика утверждает, что для того чтобы извлекать работу или совершать работу, вам нужно иметь два тепловых резервуара – один горячий, а другой холодный. И вам нужно иметь такую трубку, которая соединяла бы горячий и тепловой резервуар с холодным... Это – метафора, конечно, я условно очень говорю, я надеюсь, что радиослушатели меня понимают, и тогда тепло потечет. Но это, кстати, очень правильный образ, ведь течение тепла – вполне правильно. Там даже уравнение теплопроводности очень похоже на уравнение течение жидкости, ничего такого удивительного нет в действительности. Ну, как бы там ни было, тепло потечет от горячего резервуара к холодному резервуару. Ну и тогда по дорожке надо поставить мельничное колесо или там какой-нибудь ветряк...
КОРНЕЕВСКИЙ: Метафорически выражаясь.
АВЕТИСОВ: Да, метафорически, и оно закрутится. Вот, собственно говоря, вся идеология. Но если у вас один и другой резервуар имеют одну и ту же температуру, то, естественно, тепло не потечет никуда.
КОРНЕЕВСКИЙ: И вот тут вам нужен демон, чтобы разобрать...
АВЕТИСОВ: Да-да, вот примерно, и поэтому работа совершаться не будет. Помните, мы пытались опустить мельничное колесо в спокойное озеро и дождаться, когда оно закрутится?
КОРНЕЕВСКИЙ: И не дождались.
АВЕТИСОВ: На тот момент мы не дождались. Максвелл, который понимал, что это – один из его фундаментальных вкладов в кинетическую теорию газов и в термодинамику на самом деле. Максвелл понимал, что там, в масштабах молекул, когда мы начинаем их уже разглядывать и видим эти молекулы не так, как просто воду в озере, а уже там, внутри, что они движутся с колоссальными скоростями, там дуют жуткие ветра... И тогда мы тоже задавались вопросом на прошлой передаче: а почему ветряк не поставить, пусть он дует там, и ветряк будет крутиться, а в среднем бассейн будет находиться при одной температуре. Собственно говоря, демон Максвелла – это и есть дискуссия на тему, можно так сделать или нельзя так сделать, и если можно так сделать, то что для этого надо. Это как бы такая общая вещь. И вот Максвелл придумал такой мысленный эксперимент, он сказал, что давай возьмем ящик, поделим его перегородкой пополам, сделаем маленькую дырочку со шторкой, возле дырочки поставим этого самого демона, и вот этот демон будет просто смотреть. Если он увидит горячую молекулу, скажем, справа – он будет пропускать эту горячую молекулу, летящую очень быстро, справа налево, а если увидит холодную – он пропускать не будет. Так потихонечку в левой части будут накапливаться горячие молекулы, то есть, летящие с большой скоростью, справа останутся холодные, у вас появится разность температур, а дальше все начнет работать так, как мы уже говорили: тепло потечет слева направо. Можно сделать так или нельзя? Дискуссия на эту тему идет до сих пор.
Полностью слушайте в аудиоверсии.
Популярное
Украина сама себе создает трудности
РОСТИСЛАВ ИЩЕНКО: «Поскольку Украина покупает российский газ как венгерский или словацкий, или еще какой-то, она его покупает дороже. А если она его будет покупать напрямую из России, она его будет покупать дешевле! И об этом Москва талдычит уже последний год, а то и полтора – что если восстановим прямые закупки, газ будет дешевле».
«Глобальное правительство» будет указывать, можно нашим спортсменам носить флаг или нет
СЕРГЕЙ МИХЕЕВ: «Эта ситуация в том числе дает понять, для кого цвета национального флага имеют хоть какое-то значение, а кому – где лучше живется, там и родина! Ситуация следующая: мы можем взять и начать строить какую-то собственную систему спортивных состязаний, что в нынешних условиях, на мой взгляд, практически невозможно. Это можно сделать, но потихоньку».
«Майданная власть смогла задавить общество»
РОСТИСЛАВ ИЩЕНКО: «Прошло 6 лет гражданской войны, разных прочих удовольствий, я не помню, сам лично не считал, но буквально вчера или позавчера прочитал, что коммуналка на тысячу или на полторы тысячи процентов подорожала, какие-то сотни процентов газ и еще что-то. Я честно говоря, не предполагал, что так много».