陳根：資訊引擎——用資訊生產能量？

文

/

陳根

150

年前，英國物理學家詹姆斯麥克斯韋

創造性地

提出了資訊引擎的概念

，

即

從資訊中產生能量。

假設有兩個溫度相同的房間

A

和

B

，中間有一扇門。在這裡，開啟和關閉門時，快速移動的分子被分離到

A

室，而緩慢移動的分子被分離到

B

室。這

就

超越了

“

熵不減少

”

的熱力學第二定律的結果。這時候，地精測量的分子位置和速度的

“

資訊

”

變成了

“

功

”

，產生了溫差。

這就是資訊引擎。

儘管資訊引擎概念的提出已經有一段時間，

但

卻一直未能實現，

直到最近，這一概念

終於

轉化為

了

現實

。

現在，

加拿大西蒙弗雷澤大學（

SFU

）的研究人員

稱，他們

設計了一種高速引擎

，

就是

利用資訊作為燃料，可將微觀粒子的隨機振動轉換為儲存能量。

具體來說，

西蒙弗雷澤大學的研究小組使用另一種鐳射來觀察彈簧的位置如何根據被困在鐳射中的粒子的重量而變化。

當彈簧由於粒子的重量下降時，測量這個位置，當彈簧再次上升到最高點時，與彈簧的參考點（錨點）的位置升高透過移動充當夾具的鐳射器來使用鐳射器。

結果，他們成功地不斷增加了粒子的勢能

。

在研究人員的理論分析中，研究人員發現在粒子質量和粒子彈起的平均時間之間有一個有趣的權衡。雖然較重的粒子可以儲存更多的引力能量，但它們通常也需要更長的時間來向上移動。

研究小組計算並應用了可以儘快獲得儘可能多的勢能的粒子的質量，

實現了

粒子以每秒190微米的速度移動。

研究人員表示，這款資訊引擎有望推動計算機和生物奈米技術在成本和速度方面取得重大突破。相關研究成果已刊登在《美國國家科學院院刊》中。