マックスウェルの悪魔


久しぶりに「おおー」っと思ったニュースです。
http://www.ntt.co.jp/news2017/1705/170516a.html#a2

生粋の「ど」のつく「文系」であるワタクシは数式が嫌いでハクション大魔王と結構いいレベルです。証券アナリスト試験とかオプション理論などの勉強のときは本当に知恵熱が出て動けなくなるぐらいでしたが、大学生の時たまたま何らかの気の迷いで本屋で買ったのが都築卓司さんの「マックスウェルの悪魔」と「不確定性原理」という講談社ブルーバックスでした。専門家の方々からの評価はどうなのかわかりませんが、少なくともワタクシにとっては本当にわかりやすく、目からおびただしい鱗が落ちて掃除に困ったほどでした。このときエントロピーやらシュレジンガーの猫みたいな話も勉強させてもらいました。

マックスウェルの悪魔について私のような生分かりの人間がどうこういうような話ではないのですが、一言で言えば「熱力学第二法則」(物理的な意味での証明はなされていないとのこと)によってエントロピーはつねに増大する方向であると一般的に考えられているが、それを逆転させるメカニズムがあるのではないか、というそれが「マックスウェルの悪魔」ということです。わかりやすく言えば、100度のお湯と10度の水とを一旦混ぜてしまうと、何らかのエネルギーを用いない限り元には戻らない(不可逆変化)のだけれど、マックスウェルの悪魔はそれを戻してしまう。

知らなかったのだけれど、「情報熱力学」という分野でこのマックスウェルの悪魔と「情報」という考え方を結びつけることで、つまり情報というものの持つ物理力に着目してマックスウェルの悪魔を誕生させた(あるいは悪魔に力を与えた)ということのようです。(素人なので間違っていたらごめんなさい)。その情報は検知器によって感じられる電子の動き(エネルギー)であり、熱的カオスの状況から余計なエネルギーを使わずにエネルギーを再生できるかもしれないということなのかなぁと思っています。

何となく熱力学第二法則(エントロピー増大の法則)とか観測的に圧倒的なもっともらしさを見せつけられていて、これって突き詰めたら地球滅亡必至、とか絶望的な気分になっていたところに、こういうのが出るとちょっと将来にも希望が持てますね。

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この記事へのコメント

犬王
2017年05月19日 07:01
熱は高いほうから低いほうに移動しますが、低い熱源から高い熱源に移動することもあります。ただし、高熱源から低熱源に移動する確率が圧倒的に高いので、熱は高いほうから低いほうに移動すると考えられているようです。
熱の移動に確率を導入したのはボルツマンですが、当時の学会には受け入れられず自殺しました。今では、ボルツマン定数として彼の偉大な業績が残されています。

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