Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wstęp
DemonMaxwella(ang.
Maxwell’sdemon
)okazałsięjednymznajciekawszycheksperymentów
myślowychwhistoriifizyki,couzasadniaprzedstawieniejegoaspektówfilozoficznych.Zarówno
oryginalnawersjategoeksperymentu,jakijegopóźniejszemodyfikacjezostanąszczegółowo
opisanewnastępnychrozdziałach,tymczasemwystarczypowiedzieć,iżjegosednopolega
nawyobrażeniusobieczynnika(mechanizmulubistotyinteligentnej)działającegonapoziomie
molekularnymizdolnegodosortowaniamolekułgazuzewzględunakieruneklubprędkośćich
poruszaniasię.Wynikiemdziałaniatakiegodemonamiałobybyćposortowaniemolekułtak,
bypowstałaróżnicatemperaturlubciśnieńmiędzydwomaczęściaminaczyniawypełnionego
gazemznajdującymsiępoczątkowowstanierównowagitermodynamicznej.Byłobytosprzeczne
zIIzasadątermodynamiki,przezcopojawiłbysię—niejedyny—paradokssięgającypodstawtej
dziedzinyfizyki.
Pracaskładasięztekstuzasadniczegoiuzupełnień.Tekstzasadniczyzaczynamyodwskazania
filozoficznychaspektóweksperymentumyślowego(rozdz.1).Następnieprzedstawiamyoryginalne
sformułowaniedemonaMaxwella(rozdz.2)natlezmian,którezaszływfizyceXIXw.,
zeszczególnymuwzględnieniemproblemudegradacjienergii,któryzkoleipojawiłsięprzyokazji
powstaniatermodynamiki.
NastępniereferujemyspórodemonawfizycejużpoMaxwellu,mianowicie:fazę„mechaniczną”
(odKelvinadoSmoluchowskiego.rozdz.3)oraz„informacyjną(rozdz.4).Tadrugadzielisię
nadwieczęści,odpowiadającąklasycznejteoriiinformacji(odSzilárdadoBrillouina)
iodpowiadającąwspółczesnejteoriiobliczeń(odLandaueradoBennetta),którąmożnabynazwać
komputeryzacją
demona.Porównującobjętośćrozdziałów3i4,widać,żewięcejmiejsca
poświęciliśmydrugiej(informacyjnej)częścibiografiidemona,cotłumaczysiępoprostuwiększą
liczbąistotnychkoncepcji,którepojawiłysięwtymdrugimokresie.Jeżeliskrupulatnieważyćtakie
proporcje,tookresinformacyjnyzasługiwałbymożenajeszczedokładniejszepotraktowanie,lecz
musieliśmyuwzględnićograniczonąobjętośćksiążki,orazfakt,żeokresmechaniczny,uboższy
wprawdziewnowekoncepcje,przyniósłkilkainteresujących,amniejznanychpomysłów.
Wrozdziale5przedstawiamynawiązaniadodemonawinnychdziałachprzyrodoznawstwa,
szczególniewbiologii(nieprzypadkowonawzórdemonaMaxwellapojawiłysiędemonyMendla
iDarwina)orazrzeczywisteukładyprzypominającedemona.Dodajemy(rozdz.6)przegląd
nawiązańdodemonawhumanistyce,ekonomiiisztuce,zaczynającodchybionej,aczpouczającej
koncepcjihistoriitermodynamicznejwedługHenry’egoAdamsa.Wzakończeniuwracamy
dohistoriirozwiązańparadoksunagrunciefizyki.Najpierwporównujemygłównerozwiązania,tak
zpunktuwidzeniaskładowychsytuacjidoświadczalnejstanowiącychpunktciężkościkolejnych
analiz,jakisamychmetodwykazanianiemożliwościskonstruowaniademona.Następnie
wskazujemynastopniowązmianęperspektywy—odpodejściaczystomechanicznego
dopojmowaniademonajako(kwantowo-)mechanicznegoprocesuobliczeniowego.Powracając
dokwestiieksperymentumyślowegoporuszonejwrozdz.1,próbujemyodpowiedziećnapytanie,
czydemonMaxwellaokazałsięudanymeksperymentemmyślowym.
AneksyzawierająprzedewszystkimtłumaczenieoryginalnychtekstówMaxwellainotęonim
samym,uwzględniającąjegoznaczeniedlarozwojufizykiizaryspoglądówfilozoficznych.
WAneksie3.przedstawiamyzasadniczepojęciatermodynamikifenomenologicznejifizyki
statystycznej.WAneksie4analogiczniewyjaśniamygłównedefinicjeinformacji.Dwaostatnie
aneksymogąwydawaćsięnieproporcjonalniespore,awręczzbędnewobecistnieniawieludobrych
podręczników,którezresztąsamiwskazujemy.Teostatniesąjednakwwiększościdość
zaawansowanematematycznie,natomiasttreśćaneksówmogliśmydostosowaćdozamiaru
ułatwienianiefizykomczytaniaksiążki.WkońcuC.P.Snowwybrałwłaśnieznajomośćdrugiej
zasadytermodynamikijakodosadnyprzykładróżnicydzielącejkulturęopartą
naprzyrodoznawstwieodkultury„humanistycznej”,ufundowanejnaliteraturze[1].Chcieliśmyteż
wyeliminowaćztekstugłównego—itakobciążonegoznacznąliczbąniezbędnychprzypisów
historycznych—wyjaśnieniaskądinąddrobnych,niekiedyistotnych,aniekiedytylko
antykwarycznychkwestii,naprzykład:czemujedenbitinformacjiwtemperaturze
T
maodpowiadaćakurat
kT
ln2dżuli,albo:dlaczegoregułafazpodanaprzezrzeczonegoAdamsa
nijaksięmadoregułyfazwtermodynamice.
Mającdowyborujeszczesporządzeniejakiegośsłowniczkaczylistypodstawowychpojęć
fizycznychiinformatycznych,woleliśmyjednaksystematyczniezarysowaćgłówneideedwóch
