“薛定諤的貓”既是死的又是活的，這是非常令人難以接受的，事實上，這就是薛定諤當年提出這個思想實驗想要達到的目的。薛定諤試圖以這只“既死又活”的貓讓人們明白，量子力學中的“疊加態”是多么的荒謬，然而時至今日，薛定諤的貓儼然成為了量子力學的代名詞，這是薛定諤萬萬沒有想到的。

物理學中有四大神獸，分別為“芝諾龜”、“拉普拉斯妖”、“麥克斯韋妖”以及“薛定諤的貓”，可以看到“麥克斯韋妖”與“薛定諤的貓”齊名，那么它有何恐怖之處呢？答案是“麥克斯韋妖”根本就不恐怖，與之相反，它是一只“好妖”，今天我們就來講一下“麥克斯韋妖”有什么本領。

先簡單介紹一下麥克斯韋（James Clerk Maxwell），他在物理學上的成就可以比肩牛頓，當年的牛頓統一了天上和地下，而麥克斯韋統一了電磁領域，這兩人的成就交相輝映，成就了一個堪稱完美的經典物理學時代。好的，現在我們進入正題。

（上圖為麥克斯韋）

空氣的溫度本質上是空氣分子熱運動的激烈程度，這是一種具有統計意義的物理量，當我們說一個封閉容器里的空氣溫度時，其實指的是這個容器里空氣分子熱運動的平均速度，實際上對于這個容器里的每一個空氣分子而言，它們的速度是不一致的，也就是說它們有的快有的慢。

麥克斯韋指出，假設將一個充滿空氣的封閉容器分成兩個區域（A區和B區），并在分界線設置一個一次只能讓一個空氣分子通過的“小門”，再假設這道“小門”有一個生物，這個生物就是所謂的“麥克斯韋妖”，它的本領是能分辨單個空氣分子的快慢程度，并且還能極快地打開或者關閉這道“小門”。

“麥克斯韋妖”要做的事就是，當“小門”A側的某個較快的分子接近“小門”時，它就打開“小門”讓這個快分子移動到B，而當“小門”A側的某個較慢的分子接近“小門”時，則關閉“小門”不允許這個慢分子通過，對于“小門”B側的空氣分子，“麥克斯韋妖”卻反其道而行之。

我們可以看到，在“麥克斯韋妖”的干預下，這個封閉容器最終會形成一個A區空氣的溫度比B區低的結果。看到這里，可能有人會說了，這個“麥克斯韋妖”的本領似乎并沒有什么大不了的，然而事實卻是，如果真有“麥克斯韋妖”，它將會拯救整個宇宙，這是怎么回事呢？我們接著看。

“熵”的概念是熱力學的主要奠基人克勞修斯（Rudolf Julius Emanuel Clausius）在熱力學第二定律的基礎上提出來的，簡單地講，“熵”就是指一個系統內部的混亂程度，某個特定的系統內部的混亂程度越高，“熵”就越高，反之亦然。

克勞修斯指出，在一個孤立系統中，其實際發生的過程總是會令這個系統的“熵”增加，而對于整個宇宙而言也是這樣。隨著宇宙“熵增”的過程，所有的運動如物理、化學、機械、生命等等都將慢慢地轉變成熱運動，當宇宙的“熵”達到最大的時候，宇宙中的溫度將處處相等，整個宇宙將會一片死寂，再也不會出現任何的變化。

（上圖為克勞修斯）

這就是著名的“宇宙熱寂論”，這個理論告訴我們，在遙遠的未來，宇宙將會是這樣一種令人悲傷的結局，由于有著熱力學定律的支持，該理論得到了很多科學家的認同。

通過前面的介紹，我們知道了“麥克斯韋妖”能夠按空氣分子的熱運動速度，將混亂的空氣分子自動劃分成兩個溫度不同的區域，其本質就是將一個孤立的系統變得更加有序，也就是說“麥克斯韋妖”一點也不恐怖，它所做的事情其實就是這個特定系統的“熵減”過程，它可以有效地避免一個孤立的系統最終變成一潭死水。如果將“麥克斯韋妖”擴大宇宙的層面，那么整個宇宙就不會像“宇宙熱寂論”所預言的那樣走向終點，從而得到了拯救。

需要注意的是，絕大多數科學家們都認為“麥克斯韋妖”是不存在的，原因很簡單，“麥克斯韋妖”違背了熱力學第二定律，如果真有“麥克斯韋妖”，那就可以做出第二類永動機，而事實上第二類永動機是不可能實現的。然而“麥克斯韋妖”看上去卻似乎無懈可擊，那么問題出在哪呢？

也許有人會說，“麥克斯韋妖”在開關“小門”的時候會消耗能量，這無疑增加了系統的“熵”，但理論上來講，“麥克斯韋妖”開門“小門”時所需的能量可以非常小，小到幾乎可以忽略不計，因此這種說法不足以反駁“麥克斯韋妖”。

事實上，在1871年麥克斯韋提出這個假設之后的很長一段時間里，科學家們都為此困惑不已，直到20世紀中葉“信息熵”的概念提出之后，“麥克斯韋妖”才得到了合理的解釋。

該理論認為，信息就是“負熵”，想要獲得信息，就必須產生額外的“熵”，“麥克斯韋妖”依靠信息來干預系統，如果要獲取信息，就必須要利用某種方式來完成（比如說利用與環境溫度不同光來照亮空氣分子），很明顯這是要消耗能量的，這就說明了在獲取信息的過程中，“麥克斯韋妖”讓這個系統的“熵”增加了，而這個增加的“熵”是永遠不會低于“麥克斯韋妖”在這個系統中減少的熵的。

值得一提的是，雖然孤立系統中的“麥克斯韋妖”已被科學界主流認定為不可能存在的，但是還是有一些科學家對此大感興趣，2007年2月還有科學家提出一種“人造麥克斯韋妖”，試圖利用“信息擒縱閥”來實現孤立系統“熵減”的過程，但由于受困于能量源的問題，這個“人造麥克斯韋妖”最終沒有成功。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關注我們，我們下次再見`

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