Демон Максвелла и демон Дарвина

Дж. Максвелл

В википедии читаем:

Де́мон Ма́ксвелла — мысленный эксперимент 1867 года, а также его главный персонаж — воображаемое разумное существо микроскопического размера, придуманное британским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом с целью проиллюстрировать кажущийся парадокс Второго начала термодинамики.

Мысленный эксперимент состоит в следующем: предположим, сосуд с газом разделён непроницаемой перегородкой на две части: правую и левую. Молекулы хаотично движутся (Тепловое движение). В перегородке есть отверстие с устройством (так называемый демон Максвелла), которое позволяет пролетать быстрым (горячим) молекулам газа только из левой части сосуда в правую, а медленным (холодным) молекулам — только из правой части сосуда в левую (демон «открывает» и «закрывает» перегородку перед молекулами, оценивая их скорость). Тогда через большой промежуток времени «горячие» (быстрые) молекулы окажутся в правом сосуде, а «холодные» останутся в левом.

Таким образом, получается, что демон Максвелла позволяет нагреть правую часть сосуда и охладить левую без дополнительного подвода энергии к системе. Энтропия для системы, состоящей из правой и левой части сосуда, в начальном состоянии больше, чем в конечном, что противоречит термодинамическому принципу неубывания энтропии в замкнутых системах (см. Второе начало термодинамики).

Парадокс разрешается, если рассмотреть замкнутую систему, включающую в себя демона Максвелла и сосуд. Для функционирования демона Максвелла необходима передача ему энергии от стороннего источника. За счёт этой энергии и производится разделение горячих и холодных молекул в сосуде, то есть переход в состояние с меньшей энтропией. Детальный разбор парадокса для механической реализации демона (храповик и собачка) приведён в Фейнмановских лекциях по физике, вып. 4, а также в популярных лекциях Фейнмана «Характер физических законов».

Ч.Дарвин и галапагосские вьюрки

По аналогии с демоном Максвелла можно ввести демона Дарвина, только вместо сортировки молекул газа по критерию скорости, демон Дарвина осуществлял бы селекцию на генетическом пуле заданной популяции организмов по градиенту одному ему известной функции цели. В официальных источниках по дарвиновской эволюции отрицается её направленность. И тем не менее, объективно существующие статистические барьеры, стоящие на пути эволюционного блуждания по пространству параметров, вынуждают говорить о целеполагании, лежащем в основе живого, потому что в реальном мире, где демона Дарвина нет, функциональная сложность недостижима посредством неинтеллектуальных ненаправленных процессов. Функция есть не что-то само собой получающееся как бесплатный бонус, а нечто, к чему нужно активно стремиться, устанавливая специфические граничные и начальные условия на протекание физических процессов:

• См. так наз. No Free Lunch теоремы в книге R. Marks, W. Dembski, W. Ewert: Introduction to Evolutionary Informatics.