อย่างที่เราทราบกันดี ว่าความร้อนจะมีการถ่ายเทจากระบบที่มีอุณหภูมิสูงไปยังระบบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเสมอ ดังนั้นเวลาที่เรานำน้ำแข็งใส่ลงไปในน้ำอัดลมที่มีอุณหภูมิปกติ จะพบว่าน้ำแข็งค่อยๆละลายลงไปเนื่องจากอุณหภูมิของน้ำที่สูงกว่ามีการถ่ายเทพลังงานความร้อนมายังก้อนน้ำแข็งทำให้มันละลายและส่งผลให้อุณหภูมิของน้ำอัดลมเย็นลง ซึ่งปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถอธิบายได้ด้วยศาสตร์ที่เรียกว่าอุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics) และหนึ่งในสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้คือความร้อนจะไม่มีทางเดินทางจากระบบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังระบบที่มีอุณหภูมิที่สูงกว่าเด็ดขาด หรือก็คือค่าที่บ่งบอกถึงทิศทางการเกิดกระบวนการต่างๆอย่าง entropy จะต้องไม่ลดลง เพราะนั้นจะเป็นการทำลายกฎทางฟิสิกส์ แต่นั่นเป็นเพียงสิ่งที่เกิดขึ้นในกรณีที่เรามองระบบในสเกลที่มีขนาดใหญ่ (macroscopic systems) เท่านั้น

ในปี 1867 นักฟิสิกส์นาม James Clerk Maxwell ได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับการที่ระบบสามารถถ่ายเทความร้อนจากที่ๆมีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังที่ๆมีอุณหภูมิสูงกว่าได้ขึ้นมา โดยเขาได้ตั้งชื่อทฤษฎีนี้ว่า Maxwell’s demon ซึ่งเป็นจินตนาการอันยอดเยี่ยมของ Maxwell ที่จะลด entropy ในระบบอะตอมของแก๊สลง ซึ่งหมายถึงความเป็นไปได้ที่จะแหกกฎของอุณหพลศาสตร์หากอะตอมของสองระบบสามารถรับรู้ถึงกันและกันได้หรือเรียกได้ว่ามีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน โดย Maxwell ได้ตั้งชื่อสิ่งที่สามารถรับรู้พฤติกรรมของระบบว่าเป็น demon และการที่ demon สามารถรู้พฤติกรรมของอะตอมในระบบก็จะทำให้เขาสามารถควบคุมกลไกที่ทำให้ความร้อนถ่ายเทจากที่อุณหภูมิต่ำกว่าไปสู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าได้

อย่างที่เราทราบกันดี ว่าความร้อนจะมีการถ่ายเทจากระบบที่มีอุณหภูมิสูงไปยังระบบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเสมอ ดังนั้นเวลาที่เรานำน้ำแข็งใส่ลงไปในน้ำอัดลมที่มีอุณหภูมิปกติ จะพบว่าน้ำแข็งค่อยๆละลายลงไปเนื่องจากอุณหภูมิของน้ำที่สูงกว่ามีการถ่ายเทพลังงานความร้อนมายังก้อนน้ำแข็งทำให้มันละลายและส่งผลให้อุณหภูมิของน้ำอัดลมเย็นลง ซึ่งปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถอธิบายได้ด้วยศาสตร์ที่เรียกว่าอุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics) และหนึ่งในสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้คือความร้อนจะไม่มีทางเดินทางจากระบบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังระบบที่มีอุณหภูมิที่สูงกว่าเด็ดขาด หรือก็คือค่าที่บ่งบอกถึงทิศทางการเกิดกระบวนการต่างๆอย่าง entropy จะต้องไม่ลดลง เพราะนั้นจะเป็นการทำลายกฎทางฟิสิกส์ แต่นั่นเป็นเพียงสิ่งที่เกิดขึ้นในกรณีที่เรามองระบบในสเกลที่มีขนาดใหญ่ (macroscopic systems) เท่านั้น

ในปี 1867 นักฟิสิกส์นาม James Clerk Maxwell ได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับการที่ระบบสามารถถ่ายเทความร้อนจากที่ๆมีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังที่ๆมีอุณหภูมิสูงกว่าได้ขึ้นมา โดยเขาได้ตั้งชื่อทฤษฎีนี้ว่า Maxwell’s demon ซึ่งเป็นจินตนาการอันยอดเยี่ยมของ Maxwell ที่จะลด entropy ในระบบอะตอมของแก๊สลง ซึ่งหมายถึงความเป็นไปได้ที่จะแหกกฎของอุณหพลศาสตร์หากอะตอมของสองระบบสามารถรับรู้ถึงกันและกันได้หรือเรียกได้ว่ามีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน โดย Maxwell ได้ตั้งชื่อสิ่งที่สามารถรับรู้พฤติกรรมของระบบว่าเป็น demon และการที่ demon สามารถรู้พฤติกรรมของอะตอมในระบบก็จะทำให้เขาสามารถควบคุมกลไกที่ทำให้ความร้อนถ่ายเทจากที่อุณหภูมิต่ำกว่าไปสู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าได้

ที่มา http://www.iflscience.com/physics/quantum-experiment-reversed-the-thermodynamic-arrow-of-time/

เรียบเรียงโดย @MrVop