Maxwellin enkeli.

Maxwellin demoni on tärkeä fysikaalinen ajatuskoe, joka on esitelty vuonna 1867 ; Siinä kuvitellaan demoni, jolla on hallussaan seinä johon hän voi avata ja sulkea portteja. Molemmilla puolilla liikkuu hiukkasia. Kun nopea hiukkanen lähestyy toiselta puolelta, se päästää sen portista läpi. Toisella puolella hidas hiukkanen päästetään läpi. Hiukkasiin ei kosketa missään vaiheessa, joten niiden liikemäärä ei muutu. Kuitenkin toisesta puolesta tulee kuuma ja toisesta kylmä, joten systeemin lämpötilaero nousisi. Ja tätä kautta termodynamiikan toinen päänsääntö rikkoutuisi ; Se, että molekyylit kasautuisivat lämpötilaeron mukaan on mahdollista mutta niin epätodennäköistä, että demoni kykenisi tekemään hyvin epätodennäköisen asian tavalliseksi.

Moni pitäisi tätä hyvänä esimerkkinä siitä, että älyä ei sido luonnonlakien rajoitukset, eli että henki voisi tätä kautta rikkoa energian säilymislakia. Huomio toki on siitä mielenkiintoinen, että tätä kautta voidaan saada argumentti, jonka mukaan esimerkiksi eifysikaalinen mieli voitaisiin osoittaa ; Jos ihmisessä on henki tai sielu joka olisi muuta kuin aivotoimintaa ja muuta fysikaalista toimintaa, se näkyisi helposti aineen ja energian säilymislain rikkoutumisena.
1: Tätä kautta Maxwellin demoni mahdollistaisi esimerkiksi ikiliikkujan tekemisen - jotain, jota pidetään nykytieteen pohjalta mahdottomana. Jos demoni voi rikkoa termodynamiikan toista pääsääntöä, ei universuminkaan tarvitsisi välttämättä ajautua kaaokseen. Tämä herättää mielessä tietysti toisenlaisia mielikuvia "ikuisista valtakunnista".

Tämänlaiselle demonille löytyi kuitenkin eksorsisteja ; Szilard kehitti tähän työkalun vuonna 1929. Hänestä demoni joutuisi jotenkin havaitsemaan hiukkaset jotta se osaisi toimia oikein. Tämä mittaustilanne vaatisi jotain joka itsessään kuluttaisi energiaa. Demoni tarvitsisi aistinelimen, joka toimisi esimerkiksi lähettämällä fotoneja. Näiden fotonien synnyttäminen vaatii tietysti energiaa, joille tarvitaan voimanlähde. Kun näiden entropia otetaan mukaan, kokonaisentropia kasvaisi.
1: Mielenkiintoinen yksityiskohta olisi myös muistuttaa demonin mittaustilanteen mahdottomuudesta ; Voidakseen avata portin sen täytyisi osata arvioida hiukkasen nopeus ja sijainti samanaikaisesti, joten Heisenberkin epätarkkuusperiaate rikkoutuisi jotta demoni voisi toimia. Tämä aihe ei kuitenkaan ole suoraan termodynamiikkaa ja veisi siksi syrjään itse aiheesta..

Yllä olevan argumentin kiersi Landauer. Hän lähestyi asiaa informaationkäsittelyn kannalta. He havaitsivat että hyvin monet asiat voitiin tehdä reversiibilisti ; Reversiibelissä prosessissa asiat voivat tapahtua myös päinvastaiseen suuntaan, ja asioita saadaan syntymään ilman että sillä on vaikutusta entropiaan. Landauer ajatteli että tälläistä prosessia käyttämällä demoni voisikin tehdä jotain ilman että tekee tähän työtä. Tämän jälkeen onkin mahdollista että demoni tekee mittauksen ja lajittelun ilman että toiminta kuluttaa energiaa ja vaikutta entropiaan. Se vain vaatisi sen, että informaatioteoria otettaisiin mukaan kuvioihin. Lajittelutilanteen mahdollistaminen vaatisi sen, että kerättyä informaatiota kerättäisiin eikä hävitettäisi. Toisin sanoen hiukkasen nopeutta katsoessaan demonin olisi tallennettava tieto mittaamastaan nopeudesta. Jos tietoa ei hävitettäisi, se lisäisi informaatioteoreettisesti tietoa saman verran kuin demoni lajittelee molekyylejä termodynaamisessa mielessä. Tallentamattomuus hävittäisi informaation, jolloin systeemi olisi mahdollinen.
1: Tämä vaatisi demonille kaiken kaikkiaan äärettömän tallennuskapasiteetin. Moni pitäisi tätä ongelmana, paitsi tietysti ne teologisesti suuntautuneet jotka pitävät äärettömistä tietoisuuksista. Tämä tietysti eräällä tavalla sinetöi Maxwellin demonin epäfysikaalisen essenssin... Ja itse asiassa yhdistää sen ajan kanssa toiseen ajatuskokeeseen, Laplacen demoniin, joka tietää jokaisen hiukkasen paikan ja nopeuden ja osaa tätä kautta tietää kaiken mitä tulevaisuudessa tapahtuu.

Earman ja Norton ovat kuitenkin huomauttaneet että Szilardin ja Landauerin laskelmat nojaavatkin molemmat siihen että termodynamiikan pätevyys oletetaan pitäväksi, näin ne ovat pohjimmiltaan kehäpäätelmiä - melko mutkikkaita ja vaikeita, mutta kehäpäätelmiä yhtä kaikki.