现在,研究人员现在想出了一种新的方法来实现这种颠覆。在一篇于近期发表在《物理评论快报》上的研究中,一队物理学家通过提出一个赌博版的麦克斯韦妖,在这个版本中,只需要对系统进行最小的干预就能打破热力学第二定律。 在许多系统中,想要在单分子水平上进行控制几乎是不可能实现的。因此在新研究中,研究人员想知道是否存在一种更简单的策略,能够让小妖不对系统进行高精度控制的情况下获得能量。在他们的新设想中,这只微观尺度的小妖只能被动地观察隔板的开启和关闭,且隔板的开启和关闭方式是小妖既不能预测也不能控制的。再根据每次观察冷热粒子是否有因为隔板的开启和关闭而成功分离,小妖必须做出选择——要么继续这个过程,将游戏“玩”下去;要么停止这个游戏,重新开始。 在这里,这只小妖就像是在玩一个分子级的赌博机,在每结束一轮后决定是继续玩还是放弃。每一回合都会产生功的成本,类似于每次玩赌博机都要投入游戏币作为成本一样。 赌博的麦克斯韦妖。在新版本的思维实验中,麦克斯韦妖反复地玩一个赌博机。图中的金币代表赌博机可能会也可能不会释放的自由能量。这一版本中的麦克斯韦妖只能被动地观察每个回合后的情况来决定是继续玩还是停止,每个回合都会产生成本。小妖所采用的策略是,要么它可以玩一段固定的时间(右),或者在获胜情况良好时决定提前停止(左)。| 图片来源:G. Manzano et al & Alan Stonebraker / APS 那么,什么时候是最佳的放弃时机?赌博的小妖必须通过利用粒子运动中偶然出现的随机波动来确定最佳策略,提取有用的功,以在其获取的能量中维持暂时的净增益。研究人员发现,只有当隔板的开启和关闭顺序在时间上不对称时,也就是说这个顺序不是回文式的,那么在给定的回合中小妖才有可能“赢”,即获得暂时的净能量增益。 研究人员介绍说,没有单一的成功策略,一种制定成功策略的方法就是在情况“变得更糟”的时候放弃,及时止损,避免重大损失。