Демон Максвелла - Стивен Холл

Но как это возможно? Только знание демона о молекулах вызывает уменьшение энтропии. Самому демону и пальцем не нужно шевелить, он ничего не делает. Лишь способность демона различать быстро и медленно движущиеся молекулы позволяет ему повышать порядок и уменьшать беспорядок в коробке, обращая эффект энтропии.

Бесчисленные великие умы потратили годы, препарируя язык, пытаясь найти какой-нибудь изъян, но попытки не увенчались успехом. А все потому, что в языке нет изъянов. Разгадка демона Максвелла – не тайна, ответ до невозможного прост. Разгадка настолько замечательна и поразительна, что на ее поиски потребовались немалая часть столетия и блестящий ум. В 1929 году человек по имени Лео Силард нашел ответ.

Силард понял, что только демон, способный видеть и понимать свойства молекул, которые он сортирует, может уменьшить энтропию воздуха в коробке, в то время как демон, не обладающий этой способностью, не может. Итак, мы знаем, что упорядоченность воздуха может быть увеличена, и, учитывая, что знание демона является единственной переменной, определяющей выполнимость и невыполнимость этой задачи, получается, что увеличить порядок и уменьшить энтропию может лишь одно – знание.

Не газ, не электричество, а само знание демона уменьшает энтропию в коробке. Демону не нужно ничего делать – ему нужно только знать. Чтобы вам легче было понять, как такое абстрактное понятие, как знание, может оказать влияние на реальный, физический мир движущихся молекул и термодинамических принципов, я предлагаю представить, что разум демона – это викторианская машина. Только вместо угля демону нужна пища, чтобы функционировать, – собственно, как и всем живым существам, – а еще он должен уметь усваивать знания, необходимые для выполнения своей задачи. Информация аккуратно упорядочивается у него в голове, приводя мозг в состояние низкой энтропии – этакий эквивалент заряженной батарейки или заведенного будильника. Естественно, все это происходит еще до начала эксперимента. Как только демон берется за дело, низкоэнтропийная информация в его мозгу определяет диапазоны скоростей молекул и уменьшает их энтропию, распределяя их по двум отсекам. Предположения многих ученых подтвердились: система все-таки не изолированная. Как только мы принимаем во внимание энергию, необходимую для подпитки, обучения и упорядочивания разума демона, становится понятно, почему общая энтропия процесса увеличивается. Все это лишь подтверждает второй закон, но не делает менее удивительным тот факт, что сытый и хорошо образованный демон может вызывать изменения только благодаря упорядоченным знаниям.

В 2010 году доктору Сёити Тоябе из Университета Чуо в Токио удалось создать реального демона Максвелла в лаборатории. Вместо двух герметичных отсеков Сёити создал миниатюрную лестницу и такой же миниатюрный шарик из полистирола. Демон в этом эксперименте принял форму камеры, подключенной к компьютеру. Лестница и шарик настолько крошечные, что шарик был подвержен так называемому броуновскому движению – на него могли влиять беспорядочно движущиеся молекулы воздуха. При прочих равных условиях эти молекулы сбивали шарик с лестницы, а иногда толчок подкидывал шарик вверх по ступеням, – тут-то в игру вступал демон. Компьютерная программа следила за шариком и активировала небольшое электромагнитное поле каждый раз, когда тот запрыгивал по ступеньке вверх. Вот и получилось, что исключительно благодаря наблюдательности и знаниям демона шарик двигался вверх, и только вверх. На вершине лестницы шарик падал в крошечную трубу, что вела обратно к подножию, и начинал все сначала.

Сёити создал машину, которая фактически преобразовывает информацию в энергию. Свое творение он назвал «информационно-тепловым двигателем».

11. Церковь

Огромный лист конского каштана прилетел мне прямо в лицо.

Я охнул от неожиданности и распахнул глаза, едва не потеряв два трепыхающихся письма, пока елозил по лицу манжетами рукавов, пытаясь отмахнуться от листа. Тот отлепился, снова взлетел в воздух, присоединившись к шуршащим собратьям, и они с шумом понеслись прочь по пустому кладбищу.

Несколько секунд я растерянно сидел на ступеньках заколоченной церкви, тяжело дыша, словно лунатик, внезапно очнувшийся не в кровати, а в незнакомой стране. Я посмотрел на два письма, на запечатанный и проштампованный ответ Эндрю, выжидающий, когда же я наберусь смелости его отправить.

Поднявшись на ноги, я наказал себе направиться к почтовому ящику.

Я успел пройти большую часть маленького кладбища и уже приближался к ограде, как вдруг остановился как вкопанный. Среди шумных коричневых, красных, желтых и оранжевых вихрей вокруг раздался какой-то звук. Я застыл и прислушался. Прошла секунда, а потом… Да, снова он. Едва уловимый, неотчетливый – звук детского плача.

«Вряд ли это младенец, – подумал я. – Откуда здесь взяться ребенку, в такую погоду?» Но другая, глубокая часть мозга – часть, сформированная книгами и нежным голосом матери, – начала нашептывать: «Моисей, Эдип, Том Джонс, Хитклифф. Что-что, а младенцы имеют привычку постоянно появляться в самых неожиданных местах. Да и люди часто бросают новорожденных, так? Не только в книгах. Оставляют на пороге церквей, на могилах, на обочинах, в парках».

«Так что если это и правда ребенок, – заключил я, – то долго он сегодня не протянет».

И вот я стоял на ветреном старом кладбище, вертя головой из стороны в сторону, пытаясь расслышать за шелестом листьев плач и понять, в какой стороне находится его источник. Я сделал пару шагов к дороге за оградой, прислушался и вернулся к церкви – да, я снова его услышал; еще несколько шагов, и звук стал громче.

Обхватив себя руками, я уставился на огромную темную церковь, высившуюся словно глыба, на шпиль, исчезающий в кронах яростно качающихся деревьев. Судя по всему, крики доносились изнутри.

Прижавшись ухом к старой дубовой двери церкви мгновением позже, я понял, что не ошибся.

Действительно изнутри.

– Ау? – позвал я, пытаясь перекричать шум ветра. Ничего. – Эй! Есть кто?

Ответа не последовало.

Я беспомощно огляделся, не зная, что делать, потом взялся за тяжелое черное металлическое кольцо, служившее ручкой, и попытался потянуть его. Щелк. К моему удивлению, тяжелая дверь с неприятным скрипом приоткрылась на несколько миллиметров. Но дальше с места не сдвинулась: старые ржавые петли больше не могли ее держать и дверь встала на истертые плиты крыльца. Я уперся в нее плечом и толкнул. С каждым толчком дверь чуть поддавалась, пока, наконец, не образовалась щель, в которую я мог протиснуться.

Внутри было темно и просторно. Шум и завывания с улицы резко стихли, отчего у меня зазвенело в ушах. Теперь я отчетливо слышал плач, но… с ним было что-то не так. Я не понял этого раньше из-за ветра и гула снаружи, но теперь, в тишине церкви, я прислушался, и по коже побежали мурашки.

Рыдания были слишком долгими. Ни один младенец не смог бы так долго тянуть стоны и вопли, даже если набрал бы полные легкие воздуха.

Стало тревожно.

– Эй! – Я старался сдержать дрожь в голосе. – Кто здесь?

Ничего. Ничего,