。麦克斯韦妖有极高的智能,可以追踪每个分子的行踪,并能辨别出它们各自的速度。这个设计方案如下:“我们知道,在一个温度均匀的充满空气的容器里的分子,其运动速度决不均匀,然而任意选取的任何大量分子的平均速度几乎是完全均匀的。现在让我们假定把这样一个容器分为两部分,A和B,在分界上有一个小孔,再设想一个能见到单个分子的存在物,打开或关闭那个小孔,使得只有快分子从A跑向B,而慢分子从B跑向A。这样,就在不消耗功的情况下,B的温度提高,A的温度降低,而与热力学第二定律发生了矛盾”。(周雁翎.“热寂说”疑案新论[J].自然辩证法通讯,2003(1):62-69.)
麦克斯韦妖是世界进化的原因吗?现在人们认为麦克斯韦妖不可能存在,因为它在制造非平衡时必须消耗外来的信息。
普里戈金认为熵减只能来自于系统外部,不可能来自内部。但如果真是这样,那么把宇宙作为一个系统,就只能熵增,不可能熵减,宇宙必然走向最平衡的状态。其实宇宙之初,即宇宙大爆炸之后的状态就是热寂的状态,今天的宇宙是从热寂中一步步走出来的,是不断熵减的结果。宇宙大爆炸之后产生了各种粒子,不管产生第一种粒子的过程多么短,都是粒子从无到有的产生过程。在大爆炸之后和粒子产生之前,宇宙的状态就是热寂的状态。克劳修斯说,宇宙进入热寂状态,那就任何进一步的变化都不会发生了,这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态。(R.克劳修斯.关于热力学第二定律(1867年9月23日在美因河畔法兰克福举行的第41次德国自然科学家和医生的集会上发表的演说)[J].北京:自然科学争鸣,1975,(1),74-75.)但事实上,宇宙轻而易举地走出了热寂,没有从外界引进任何负熵。宇宙不仅自己制造了负熵,而且一发而不可收,不断制造新的粒子,不断制造新的物质的对称性破缺和能量的对称性破缺,宇宙的结构越来越复杂。所以普里戈金和克劳修斯的观点与宇宙的历史是矛盾的。而且耗散结构理论也不能解释负熵向局部集中的原因。
霍金在《时间简史》中虽然详细介绍了宇宙大爆炸理论,但他也像普里戈金一样认为负熵只能来自于系统外部,“人类理解宇宙的进步,是在一个无序度增加的宇宙中建立了一个很小的有序的角落。”(史蒂芬·霍金.时间简史(插图本)[M].许明贤,吴忠超译.湖南科学技术出版社,2002:195.)