Isang makina na gumagamit ng gasolina - impormasyon. Pagpapatawag ng Demonyo mula 150 Taon Nakaraan

Maaari bang maging mapagkukunan ng enerhiya ang impormasyon? Ang mga mananaliksik sa Simon Fraser University sa Canada ay nakabuo ng isang napakabilis na makina na inaangkin nilang "gumagaganap sa impormasyon." Sa kanilang opinyon, ito ay isang pambihirang tagumpay sa paghahanap para sa mga bagong uri ng gasolina.

Ang mga resulta ng pananaliksik sa paksang ito ay nai-publish sa Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Sa artikulong ito, malalaman natin kung paano na-convert ng mga siyentipiko ang paggalaw ng mga molekula sa nakaimbak na enerhiyapagkatapos ay ginamit upang kontrolin ang aparato.

Ang ideya ng gayong sistema, na sa unang tingin ay tila lumalabag sa mga batas ng pisika, ay unang iminungkahi ng isang Scottish na siyentipiko noong 1867. Ang mental experiment na kilala bilang "Maxwell's demon" ay isang hypothetical machine na sa tingin ng ilan ay maaaring paganahin ang isang bagay tulad ng isang perpetual motion machine, o sa madaling salita, ay nagpapakita kung ano ang maaaring sirain. pangalawang batas ng thermodynamics pag-usapan ang pagtaas ng entropy sa kalikasan.

na magkokontrol sa pagbubukas at pagsasara ng isang maliit na pinto sa pagitan ng dalawang gas chamber. Ang layunin ng demonyo ay magpadala ng mabilis na gumagalaw na mga molekula ng gas sa isang silid at mabagal na gumagalaw sa isa pa. Kaya, ang isang silid ay magiging mas mainit (naglalaman ng mas mabilis na mga particle) at ang isa ay mas malamig. Ang demonyo ay lilikha ng isang sistema na may higit na kaayusan at naipon na enerhiya kaysa sa sinimulan nito nang hindi gumagasta ng anumang enerhiya, ibig sabihin, ito ay malamang na makakaranas ng pagbaba ng entropy.

1. Scheme ng information engine

Gayunpaman, ang gawain ng Hungarian physicist Leo Szilard mula 1929 hanggang demonyong si Maxwell nagpakita na ang eksperimento sa pag-iisip ay hindi lumalabag sa pangalawang batas ng thermodynamics. Ang demonyo, ang argumento ni Szilard, ay dapat magpatawag ng isang tiyak na halaga ng enerhiya upang malaman kung ang mga molekula ay mainit o malamig.

Ngayon ang mga siyentipiko mula sa isang unibersidad sa Canada ay bumuo ng isang sistema na gumagana sa ideya ng eksperimento sa pag-iisip ni Maxwell, na ginagawang "trabaho" ang impormasyon. Kasama sa kanilang disenyo ang isang modelo ng isang butil na nakalubog sa tubig at nakakabit sa isang bukal, na konektado naman sa entablado, na maaaring ilipat pataas.

May papel ang mga siyentipiko demonyong si Maxwell, panoorin ang particle na gumagalaw pataas o pababa dahil sa thermal motion, at pagkatapos ay itaas ang eksena kung random na tumalbog pataas ang particle. Kung tumalbog ito, naghihintay sila. Bilang isa sa mga mananaliksik, si Tushar Saha, ay nagpapaliwanag sa publikasyon, "ito ay nagtatapos sa pag-angat ng buong sistema (i.e., isang pagtaas sa gravitational energy - ed. note) gamit lamang ang impormasyon tungkol sa posisyon ng particle" (1).

2. Information machine sa laboratoryo

Malinaw, ang elementarya na particle ay napakaliit upang dumikit sa spring, kaya ang tunay na sistema (2) ay gumagamit ng isang tool na kilala bilang optical trap - na may laser upang maglapat ng puwersa sa particle na gayahin ang puwersa na kumikilos sa spring.

Sa pamamagitan ng pag-uulit ng proseso nang walang direktang pag-drag sa particle, ang particle ay tumaas sa isang "mas mataas na taas", na nag-iipon ng isang malaking halaga ng gravitational energy. Hindi bababa sa, iyon ang sinasabi ng mga may-akda ng eksperimento. Ang dami ng enerhiya na nabuo ng sistemang ito ay "maihahambing sa molekular na makinarya sa mga buhay na selula" at "maihahambing sa mabilis na gumagalaw na bakterya," paliwanag ng isa pang miyembro ng koponan. Yannick Erich.