Демон Больцмана

Я понимаю, что физики тоже иногда позволяют себе использовать жаргонные выражения, например, «демон Больцмана», он же «демон Максвелла», но они объясняют всему миру, что понимается под этим термином и зачем они его придумали.

Например такое понятие, как «демон Максвелла» физики изобрели для того, чтобы провести следующий мысленный эксперимент: представим себе изолированный сосуд с газом, который разделён непроницаемой перегородкой на две части: правую и левую. Предположим, что в перегородке имеется отверстие, возле которого сидит так называемый «демон Максвелла». Этот демон позволяет пролетать быстрым (горячим) молекулам газа только из левой части сосуда в правую, а медленным (холодным) молекулам — только из правой части сосуда в левую.

Тогда, через большой промежуток времени, все горячие молекулы окажутся в правой половине сосуда, а все холодные — в левой половине сосуда.

Таким образом, получится, что «демон Максвелла» позволит нагреться правой части сосуда и охладиться левой части сосуда без дополнительного подвода энергии к этому сосуду.

В результате этого энтропия, с которой мы с вами будем разбираться в других лекциях, уменьшится в изолированной системе, что противоречит второму началу термодинамики.

Далее физики объясняют следующее: если мы посадили мысленно в сосуд демона Максвелла, то не должны о нем забывать. В своих расчетах мы должны рассматривать не только движущиеся молекулы газа, но и работу демона, который сидит в сосуде для того, чтобы открывать и закрывать заслонку на узком отверстии в перегородке.

Для функционирования демона необходимо передать ему какое-то количество энергии от стороннего источника, иначе он просто не сможет выполнять свою работу. За счёт этой энергии демон и произведет разделение горячих и холодных молекул в сосуде, то есть переход в состояние с меньшей энтропией.

А если мы учтем работу демона, то получится, что в сумме энтропия изолированного сосуда не уменьшится, а увеличится, что соответствует второму началу термодинамики.

После такого разговора про демонов и физиков мы с вами просто обязаны сделать следующий вывод: если нам говорят, что какую-то экономическую теорию нельзя изложить языком физики, значит, перед нами находится не научная теория, а антинаучная утопия. Некоторые из таких утопий мы с вами будем анализировать по ходу обучения для тренировки мышления.

И вообще погружаться в мир физики мы будем с вами постепенно, двигаясь шаг за шагом от самого простого к более сложному. В частности, сегодня мы познакомимся с такими понятиями, как «имплицит» и «эксплицит». Начнем издалека.