麦克斯韦由此认为，如果存在这种智慧精
灵，那么热力学第二定律有可能被违反。麦克斯
韦本来是想通过这个假想实验说明热力学第二定
律是一个统计性的原理，它有一定的概率因为涨
落现象被违反。不过这种可能性随着系统的自由
度数量(如气体中分子数)增加而急剧减少麦克斯韦妖与信息处理的物理极限Maxwell's demon and the ...
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在众多的早期对麦克斯韦妖模型有兴趣的物
理学家中，布朗运动理论研究的先驱者之一，波
兰物理学家斯莫卢霍夫斯基(M. Smoluchowski)就
是其中很著名的一位。他认为，完全自动化的(没
有智能的)模型才能够在物理实验中实现。因此他
提问：能否构造一个完全机械的模型来取代麦克
斯韦的智能模型？斯莫卢霍夫斯基希望没有智慧
精灵的参与，但是同样能够利用分子运动的涨
落，使一个体系的熵减少，从而构造出一个永动
机
阀门由弹簧与挡板连
接，并且阀门只能单向移动。当右边腔中的分子
以很高的速度撞击阀门时，阀门被打开，从而使
分子可以进入到左边腔中，但是当分子速度不够
高时，它无法撞击开阀门，从而仍然呆在右边腔
中。这个完全自动化的模型似乎也可以实现麦克
斯韦开始设想的效果，把速度快和速度慢的分子
区分开。但是斯莫卢霍夫斯基自己当时就认识到
他的模型并不能实现麦克斯韦开始的设想。因为
这个阀门足够小，在经历几次撞击之后，它的温
度就会足够高。这样“单向弹簧门”开始做布朗
运动，从而变成了“双向弹簧门”。气体分子既
可以从左到右，又可以从右到左了。因此斯莫卢
霍夫斯基当时就断言，不可能构建一个完全自动
化的(机械的)模型来实现麦克斯韦的设想，但是
如果有一个智慧精灵的参与(如同麦克斯韦设想的
那样)，还是有可能构造出一个永动机的[14]。顺便
指出一下，在斯莫卢霍夫斯基的模型被提出近80
年后，美国物理学家祖瑞克(W. H. Zurek)和合作
者进行了数值模拟研究。他们的数值结果肯定了
斯莫卢霍夫斯基在1912 年的论断，即“单向弹簧
门”模型不可能实现麦克斯韦设想的效果。
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