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Maxwell妖与现代信息论

 

1867年,Maxwell提出物理学中假想的妖,能探测并控制单个分子的运动

Maxwell意识到自然界存在着与熵增加相抗衡的能量控制机制,但他无法清晰地说明,只能做出这种假定

Maxwell妖是耗散结构的一个雏形

·从熵到信息论

事实上Maxwell妖并未违反第二定律。若要实现Maxwell妖,必须跟踪分子信息。在一次次的内存擦除中,Maxwell妖不断地产生熵

1948年,Shannon将热力学的熵引入到信息论

在信息论中,熵是接收的每条消息中包含的信息的平均量

信息是负熵           计算机发热

熵与生命

               

 

熵增加与进化论的矛盾

 

生命体摄入能量——不断从环境中吸取负熵

 

耗散结构:指远离平衡的开放系统,在不断与外界交换物质和能量的过程中,通过内部非线性动力学机理,自动从无序状态形成并维持有序状态

 

 

 
 

 
 

 
 

Bénard

 

扁平容器内充有薄层液体,液层的宽度远大于其厚度。从液层底部均匀加热

 

当顶底温差达到某一特定值时,液层中自动出现许多六角形小格子,液体从每个格子的中心涌起、从边缘下沉,形成规则的对流