Khởi động lại ý nghĩ ma quỷ của Maxwell

Ngoài ra, định luật thứ hai của nhiệt động lực học biểu thị bản chất thống kê của vũ trụ. Các khối xây dựng của nó không phải là các ngôi sao, hành tinh, con người hay vi khuẩn – chúng là các nguyên tử và phân tử tạo nên chúng ta. Bạn có thể coi các nguyên tử trong vũ trụ như một bộ bài, liên tục được xáo trộn và thay đổi. Vào cuối quá trình cải tổ, bộ bài sẽ không có thứ tự rõ ràng. Nhưng thay vì xử lý bộ bài 52 lá, vũ trụ có bộ bài theo thứ tự 10⁸² các nguyên tử.

Hoặc nếu bạn muốn dễ quản lý hơn, hãy xem xét 10²⁴ các phân tử trong một tách cà phê. Nếu bạn thả một viên đường vào cà phê đó, các phân tử đường đó có rất nhiều cách tự phân bố lại trong cà phê hơn là ở dạng khối lập phương. Hoặc xem xét một người nào đó xả nước hoa trong phòng. Hương thơm đó sẽ tràn ngập khắp không gian. Điều này minh họa khái niệm entropy, thường được mô tả là “rối loạn”. Sự sắp xếp có khả năng xảy ra nhất của các nguyên tử có entropi cao nhất. Ví dụ, một bộ bài được sắp xếp theo bốn bộ có entropy thấp hơn một bộ bài không có. Tương tự như vậy, các phân tử đường hòa tan không thể hình thành lại, và nước hoa không thể đổ ngược vào lọ mà không có sự can thiệp từ bên ngoài đòi hỏi năng lượng.

Cuối cùng, định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói rằng năng lượng chuyển động xung quanh trong tự nhiên để làm tăng entropi. Leff nói: “Nếu bạn hỏi vật lý là gì, bạn có thể nói đó là nghiên cứu về năng lượng. “Những gì đang xảy ra theo như tôi có thể thấy là năng lượng tiếp tục tự phân phối lại.”

Tuy nhiên, khi mọi người phát minh ra công nghệ mới, không phải lúc nào luật thứ hai cũng rõ ràng được áp dụng như thế nào. Ví dụ, những khái niệm có vẻ đơn giản như nhiệt độ trở nên phức tạp. Các hạt thép của Naert ở nhiệt độ phòng theo nghĩa thông thường, được xác định theo tốc độ trung bình của các phân tử cấu thành chúng. Đây là nhiệt độ tương tự mà bạn có thể kết hợp với cảm giác khi chạm vào hạt. Nhưng Naert đã xác định được một thuộc tính khác của hệ thống của mình, mà ông hiểu là một loại nhiệt độ khác, được xác định không phải bởi tốc độ của các phân tử cấu thành của nó, mà là của các hạt thủy tinh nảy xung quanh. Về mặt toán học, nhiệt độ này tương tự như nhiệt độ thông thường, vì cả hai đều liên quan đến tốc độ của các hạt rời rạc, nhưng không liên quan đến việc bạn sẽ bỏng hay lạnh tay khi chạm vào nó. Naert có kế hoạch làm việc với các nhà lý thuyết để hiểu rõ hơn loại nhiệt độ này có nghĩa là gì, cùng với việc đo lường và hiểu vai trò của entropy trong thiết bị của mình.

Ngoài ra, các nhà vật lý đã phải xem xét lại định luật thứ hai khi các nhà nghiên cứu chế tạo các thiết bị ngày càng nhỏ hơn, chẳng hạn như động cơ lượng tử – được làm từ một vài nguyên tử. Chẳng hạn, họ muốn biết liệu định luật thứ hai có giới hạn các động cơ lượng tử này giống như các động cơ vĩ mô thông thường hay không, Yunger Hapern nói.

Động lực cá nhân của Naert để chế tạo cỗ máy này là sự tò mò về trí tuệ, nhưng anh cho rằng việc nghiên cứu định luật thứ hai trong bối cảnh vĩ mô có thể dẫn đến những cỗ máy hiệu quả hơn để thu năng lượng từ sóng biển, vì nó minh họa sự chuyển đổi chuyển động vĩ mô hỗn loạn thành có trật tự. chuyển động có thể được sử dụng để sạc pin hoặc di chuyển tuabin. Ngoài ra, anh xem thiết bị của mình như một công cụ dạy học. Ông nói: “Điều này cực kỳ gần với ý tưởng ban đầu từ thế kỷ 19. Nhưng bởi vì anh ấy sử dụng các hạt thay vì phân tử, “bạn có thể nhìn thấy mọi thứ vì nó được tính bằng cm.” Với thiết bị mới của mình, Naert đã mời Ma quỷ của Maxwell đến để gây nhầm lẫn và khai sáng cho chúng ta ở một quy mô mới.