ПостГорячий смартфон

Горячий смартфон В 1867 году Джеймс Максвелл придумал существо, которое держало физиков в тупике почти целый век. Представь герметичный ящик с воздухом. В середине ящика перегородка с маленькой заслонкой. Сбоку сидит крошечный демон, который видит каждую молекулу и может открывать заслонку одним движением руки. Правило простое: когда к заслонке слева подлетает быстрая молекула, демон её пропускает направо. Когда справа подлетает медленная — пропускает налево. Через какое-то время справа окажутся все быстрые молекулы, слева — все медленные. Одна половина нагрелась, другая остыла. Сама собой. Это нарушает второе начало термодинамики, фундаментальный закон, запрещающий теплу перетекать от холодного к горячему без совершения работы. Из такого ящика можно было бы построить вечный двигатель. Где ошибка? Полвека лучшие умы физики не могли внятно объяснить, почему этот мысленный эксперимент на самом деле не работает. В 1929 году венгерский физик Лео Сцилард заметил зацепку: чтобы решить, какую частицу пропускать, демон должен измерить скорость молекулы, получив информацию. Именно на это должна была бы уходить энергия. Однако позже Чарльз Беннет обнаружил, что само измерение можно провести термодинамически обратимым путем, без выделения тепла. Разгадать парадокс удалось лишь в 1961 году. Рольф Ландауэр показал: дело не в получении информации. Дело в её стирании. Демон не может работать вечно. Рано или поздно его память заполнится. Чтобы продолжить работу, он обязан стереть старые записи. Когда мы стираем бит информации, мы уменьшаем количество возможных состояний с двух («0» и «1») до одного. Уменьшение числа состояний приводит к уменьшению энтропии информационной системы. Во Вселенной общая энтропия не может уменьшаться, значит, должна преобразоваться в тепловую энергию. Стирание одного бита выделяет в среду энергию величиной kT•ln2. Это не пустословие. А экспериментально подтвержденый факт. Так мы приходим к поразительному заключению. Хоть информация нематериальна, это физическая величина. У одного бита есть энергетическая цена. Каждая обнулённая ячейка памяти, каждый стёртый файл, каждое забытое слово обязаны нагреть Вселенную. Поэтому твой ноут и смартфон греются. Можно заметить, что нагрев происходит и при чтении. Тут виноваты современные процессоры. Они выделяют много энергии из-за несовершенства полупроводниковых технологий: сопротивление, токи утечки. Возьмите себе на заметку. Проблема остаётся открытой. Знание и забвение — термодинамические процессы. Мы платим теплом за каждый забытый факт. Где-то здесь скрыт мост между физикой и информатикой, который мы только начинаем исследовать.