麥克斯韋妖作用區塊鏈

A. 半透膜是「麥克斯韋妖」嗎

熱力學第二定律
thermodynamics，second law of

關於一切涉及熱現象的實際宏觀過程方向的熱力學定律。它指出，一切涉及熱現象的實際宏觀過程都是不可逆過程。
機械運動、電磁運動中的各種不涉及熱現象的過程都是可逆的，可以正向進行，也可以逆向進行，逆過程的每一步都與正過程相同，只是次序相反。但是，功變熱量、熱傳導、自由膨脹等涉及熱現象的過程卻都不能自動地逆向進行，使系統和外界完全復原。熱機把熱變為功，熱力學第一定律斷言其效率不可能大於1，但能否接近或達到100％呢？換言之，物體的機械能可以通過摩擦、阻尼、內耗等方式自發地全部轉化為系統的內能；反之，系統的內能能否自發地轉化為機械能而不產生其他影響呢？卡諾定理指出，這是不可能的 ，因為存在著某種理論上的限制。由此可見，盡管熱量和功都是傳遞的能量，都是過程量，可按熱功當量換算；但也有重要的區別，作功是通過系統整體的宏觀位移實現的，傳熱則是通過組成系統的大量分子的無規則熱運動和相互之間的作用實現的。熱功轉換是系統內分子無規則熱運動能量與系統有規則整體運動能量之間的轉換。這種轉換不僅在總量上要守恆以滿足熱力學第一定律，而且還必須在轉換的方向和限度上受到限制。這正是熱運動區別於其他運動形式的特殊本質。熱力學第二定律就是這一特徵的概括。
熱力學第二定律有多種表述方式，常用的是以下兩種 。①開爾文表述：不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變為有用的功而不產生其他影響。或第二類永動機是不可能造成的。第二類永動機是能從單一熱源吸取熱量並使之完全變為有用的功而不產生其他影響的機器。雖然，它並不違反第一定律。②克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響。這兩種表述分別揭示了熱功轉換過程和熱傳導過程的不可逆性。可以證明兩種表述完全等價 。這表明，各種不可逆過程具有深刻的內在聯系。因此，可以選用任何一種特殊的不可逆過程來表述普遍的規律。無論採用何種表述，熱力學第二定律的實質是指明，在一切涉及熱現象的實際宏觀過程中，能量轉換或傳遞的方向、條件和限度。
態函數熵為熱力學第二定律提供了定量表述，熵的微觀含義揭示了熱力學第二定律的微觀本質和統計意義。

B. 意識究竟是如何從物質中出現的

首先，我闡明一下我的觀點，我認為意識是一種狀態類信息，如果類比的話，比如基因序列，就是一種狀態類信息，基因，是由高分子物質「信息」和它們之間的序列「信息」的綜合。再比如，光量子，它也不僅僅是微觀能量的匯聚中心，也帶有自旋狀態，是兩者的綜合。
任何我們說的「物質」，都必然帶有能量和狀態信息。
意識，又是什麼特徵的狀態類信息呢？意識是熵減系統中麥克斯韋妖獲取的信息，熵減系統能夠啟動熵減工作，需要信息和能量，這個信息就是意識。
詳細的說，從最原始的「生命」分析，起到麥克斯韋妖作用的，RNA中有某種量子，與外部光量子感應，從相干到退相干，也可以說塌縮，形成信息，同時伴隨能量的獲取，RNA就具有了熵減能力，它不僅可以受到光的影響，還可以反過來影響光。（有個DNA光照實驗，這個非常絕，以上是我對這個實業的解釋）。
可以說，有物質誕生，物質的狀態就必然伴隨著，信息也產生了。而我們說的意識，是某種系統具有實現熵減能力的系統，其中麥克斯韋妖獲取的信息，就可以定義為意識。
人的意識，是以上意識的進化，是海量微觀量子綜合，是量子塌縮信息流。是進化出長時間糾纏能力的海量量子（記憶）與上述時時相干退相乾量子綜合的信息流。人的抽象能力就是時時感應與長期記憶信息的誤判，產生的對存儲信息誤判為真實感應信息，就像3-5歲小孩會把外界洋娃娃認為有生命和自己一樣的感覺，這就是人類觀念產生的根源。人類的抽象意識逐漸進化到更復雜的觀念體系，抽象符合加結構化體系，形成人類認知，建立了文字、數學等等。

C. 麥克斯韋妖是咋回事

麥克斯韋妖是在物理學中，假想的能探測並控制單個分子運動的「類人妖」或功能相同的機制，是1871年由19世紀英國物理學家麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。
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設想有一個箱子，中間被絕熱板分成兩半，絕熱板上有一個只容一個粒子通過的小孔。
有一隻小妖精（由於是麥克斯韋提出的，稱為麥克斯韋妖）看守著這個小孔。
只允許超過某一能量的粒子從左向右通過這個孔；只允許不到這一能量的粒子從右向左通過這個孔
這樣一段時間之後，原本溫度均勻的兩半，就會由於麥克斯韋妖的作用，使得左邊的溫度比右邊低，
看上去違反了熱力學第二定律

有解釋認為，信息判斷這件事對熵有影響，因此考慮到麥克斯韋妖進行的大量信息判斷，熵仍然是增大的，熱力學第二定律仍然成立

D. 麥克斯韋妖有什麼作用

麥克斯韋妖的作用是：

麥克斯韋妖（Maxwell's demon），是在物理學中假想的妖，能探測並控制單個分子的運動，於1871年由英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋為了說明違反熱力學第二定律的可能性而設想的。

當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他無法清晰地說明這種機制。他只能詼諧地假定一種「妖」，能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里。麥克斯韋妖是耗散結構的一個雛形。

特點：

可以簡單的這樣描述，一個絕熱容器被分成相等的兩格，中間是由「妖」控制的一扇小「門」，容器中的空氣分子作無規則熱運動時會向門上撞擊。

「門」可以選擇性的將速度較快的分子放入一格，而較慢的分子放入另一格，這樣，其中的一格就會比另外一格溫度高，可以利用此溫差，驅動熱機做功。這是第二類永動機的一個範例。

以上內容參考網路—麥克斯韋妖

E. 熱寂論是否能在物理學實驗或著理論上被證實是錯誤的

熱力學發展的初期，克勞修斯（R.J.E.Clausius）和湯姆遜（W.Thomson，即開爾文LordKelvin）等人，把熱力學第二定律濫用於整個宇宙，得出荒謬的"宇宙熱寂論"，認為整個宇宙都發生著熵增加，最後整個宇宙將會達到熱平衡，熵值達到最大，溫度差消失，壓力變為均勻，所有的能量都成為不可再進行傳遞和轉化的束縛能，整個宇宙都陷入停止變化、停止發展的狀態。
在19世紀，能夠認識到熱寂論謬誤的科學家寥寥無幾。在文獻中留下記錄的，只有波耳茲曼（L.E.Boltzman）和麥克斯韋（J.C.Maxwell）兩人。早在1866年，離克勞修斯提出"宇宙的熵趨向極大值"的論點不過一年時間，甚至當克勞修斯還來不及進一步發揮成宇宙熱寂論時（克勞修斯說宇宙將發生熱的死寂是在1867年），玻耳茲曼就注意到生物的生長過程與熵增加相拮抗的事實。他說："生物為了生存而作的一般斗爭，既不是為了物質，也不是為了能量，而是為了熵而斗爭（聯繫上下文來看，波耳茲曼這句話的意思是說生物學過程是對抗熵增加的斗爭——本文作者注）。這種斗爭在能量從熱的太陽到冷的地球的轉移過程中很有價值。為了盡可能利用這種轉移，植物鋪開了它的面積大得不可計量的葉片，以一種尚未探明的方式，迫使太陽去完成我們在實驗室中不知道如何完成的化學合成。"1895年，波耳茲曼還曾進一步提出"微觀起伏"說來反駁熱寂論。
麥克斯韋也模模糊糊、隱隱約約地意識到，自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他當時無法清晰地說明這種機制。他只能假定一種"類人妖"，能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格里。這就是1871年出現的有名的"麥克斯韋妖"（Maxwell's demon）的概念。
由於麥克斯韋妖只是一種猜想，當然不可能解決宇宙熱寂論的問題。玻爾茲曼所說的綠色植物進行光合作用與熵增加相拮抗，則要求從陽光輸入更多的負熵，也就是說，是以太陽的更大的熵增加為代價的。至於微觀起伏，也遠遠不足以與宇宙中極其巨大的熵增加過程（例如恆星的衰老死亡和宇宙本身的膨脹）相抗衡。於是，宇宙熱寂論成了19世紀的自然科學留給20世紀的一大疑難問題。
1914年，斯莫魯霍夫斯基（M.Smoluchowski）第一次揭示了"麥克斯韋妖"的荒謬性。他提出"妖"的新陳代謝問題。他指出，干預系統的"妖"要看作系統的一部分，不然就不是孤立系統。當時斯莫魯霍夫斯基的想法太粗略，以至沒有能夠說服物理學家們。
齊拉德（Leo Szilard）在斯莫魯霍夫斯基工作的影響下，對麥克斯韋妖作用的原理進行了較為深入的分析。1929年，德國《物理學期刊》上發表了齊拉德的一篇論文"精靈的干預使熱力學系統的熵減少"。首先，齊拉德提出熵減一定以系統的某種物理量作為補償，這一物理量的補償實際上就是增加信息。齊拉德的工作是現代資訊理論的先導，他還提出了一個計算信息量的公式：
I=-k（W1lnW1+W2lnW2）
式中W是熱力學幾率。齊拉德還首次提出了"負熵"這個經典熱力學中從未出現過的概念和術語。齊拉德這篇開創性的論文當時也沒有被人們充分理解。更令人遺憾的是，他本人也沒有沿著這條道路繼續探索下去。
1944年，著名的物理學家、量子力學的奠基人之一、諾貝爾獎獲得者薛定鍔（E.Schrodinger）出版《生命是什麼？》一書，更加明確地論述了負熵的概念，並且把它應用到生物學問題中，提出了"生物賴負熵為生"（或譯"生物以負熵為食"）的名言。薛定鍔說："要擺脫死亡，就是說要活著，唯一的辦法就是從環境中不斷地吸取負熵。我們馬上就會明白，負熵是十分積極的東西。有機體就是賴負熵為生的。或者更確切地說，新陳代謝中的本質的東西，乃是使有機體成功地消除了當它自身活著的時候不得不產生的全部的熵。"
負熵的概念最初是不容易被人們接受的。薛定鍔本人也明白地寫道："關於負熵的說法，遭到過物理界同事們的懷疑和反對。我首先要說的是，如果我只是想迎合他們的心意的話，那我就該用自由能來代替這個問題的討論了"。薛定鍔一開始就意識到負熵與自由能的聯系，說明他的目光敏銳，思想深刻。如果有一種機構，它是一個開放系統，能夠不斷地從外界獲得並積累自由能，它就產生負熵了。生物體就是這種機構。動物從食物中獲得自由能（或負熵），而綠色植物則從陽光中獲得它們，這真是"生物賴負熵為生"！後來著名的美籍俄裔理論物理學家兼科普作家蓋莫夫（G.Gamow）在一本通俗著作中也討論過這個問題。
二、熵與信息
經典熱力學中關於熵的概念，最先是由克勞修斯提出來的。它的定義是
即"熱溫商"，作為熱力學過程不可逆程度的一種量度。統計力學使我們對熵這個概念的實質有了更為深刻的理解。統計力學中對熵的定義是玻爾茲曼關系式：
式中W是分子熱運動狀態的幾率（熱力學幾率）。這樣，熵便是分子隨機熱運動狀態的幾率大小的量度，也就是分子熱運動的混亂程度或無序度。
如果所討論的對象不限於分子熱運動，我們也可以借用熵的概念來描述並非分子熱運動的其他任何物質運動方式、任何事物、任何系統的混亂度或無序度。這樣，我們就可以有另一種關於熵的概念，它是熱力學和統計力學中熵概念的推廣，可以叫做廣義熵。廣義熵也可以借用玻爾茲曼關系式來定義，但式中W可以是任何一種物質運動方式所可能有的運動狀態的數目。
廣義熵也可以說是我們對事物運動狀態的不肯定程度（不定度），這事實上就是資訊理論和控制論中關於熵的概念。這一概念幾乎同時分別由費歇（R.A.Fisher）、維納（N.Wiener）和申農（C.E.Shannon）從數學上表述出來。它也是由幾率來定義的：
當我們得到足夠的信息後所消除的關於事物運動狀態的不肯定性程度，或者說所消除（或減少）的熵，可以叫做負熵，也就是信息量：
信息量所表示的是體系的有序度、組織結構程度、復雜性、特異性或進化發展程度。這是熵（無序度、不定度、混亂度）的矛盾對立面，即負熵。
關於資訊理論的熵與熱力學熵的關系，布里淵（L.Brillouin）、林啟茨（H.Linschitz）和奧根斯坦（L.Augensine）等曾進行過初步討論。在數學式中的表示方面，比較（2）和（4）兩式，於是我們有：
由（5）式可知，只要通過單位的換算，就可以用信息量表示負的熵值，也可以用熵來表示負的信息。
在文獻中，熵和信息曾有過許多種不同單位或不同符號的表示法，但在概念上卻只有兩種。一種是熱力學的熵，只能應用於分子或其他粒子的熱運動這種特定的物質運動方式。它可由實驗數據得出（經驗物理熵），也可由分子運動的統計理論推演而得（理論物理熵）；另一種是廣義熵，它來自資訊理論和控制論，可應用於描述任何一種物質運動方式（包括生命現象）的混亂度或無序度，它的矛盾對立面叫負熵或信息量，是組織結構復雜程度或有序度的表示。廣義熵概念的含義比熱力學熵要廣，對於熱力學過程可還原為熱力學的熵（通過單位換算）。但熱力學的熵卻並不能應用於非熱力學過程，因為熱力學熵的概念局限於粒子熱運動這種特定的物質運動方式，它與能量（熱量）的分配有特定的比例關系。對於並不涉及熱能轉換的非熱力學過程，是不能應用的。可以說，熱力學熵的概念是包含於廣義熵之中的。
三、從不可逆過程熱力學到耗散結構理論
本世紀40年代，科學中出現了一連串的新概念沖擊著經典熱力學。除了前述薛定鍔提出的負熵概念、控制論和資訊理論中對於熵概念的推廣之外，還有以普里高津（I．Prigoging）為首的布魯塞爾學派提出的"非平衡定態"熱力學理論。到50年代，進一步發展為"不可逆過程熱力學"，終於在70年代發展為耗散結構理論。耗散結構是指在遠離平衡的條件下，藉助於外界的能量流、質量流和信息流而維持的一種空間或時間的有序結構，它隨著外界的輸入而不斷地變化，並能進行自組織，導致體系本身的熵減少。普里高津用數學方法從理論上論證了耗散結構的存在，並且用他所創立的非平衡、非線性熱力學理論進行了深入的研究。耗散結構在某些物理化學過程、自動控制系統以及生物學過程中都有很重要的意義，它有助於闡明生命現象中組織結構和有序度增長的現象。由於這方面的卓越貢獻，普里高津榮獲1977年的諾貝爾化學獎。
50年代普里高津曾在《不可逆過程熱力學導論》一書中指出，不可逆過程熱力學中關於非平衡態的描述"與生物機體的顯著特徵精彩地相符合。""在生物機體生長時，實際表現出當向定態發展時熵產生減少的事實。""生物體組織結構普遍地增加的事實相應於熵減少。"因而普里高津說："生物機體的行為，從經典熱力學觀點看起來，總似乎是如此奇異，熱力學對這樣體系的可應用性時常是有疑問的。我們可以說，從開系和定態系的熱力學觀點看起來，它們主要行為的更好了解是獲得了。"德格魯脫（S．R．de Groot）也指出，"（生物）系統在生長的最後階段達到每單位質量具有最小熵增率的狀態。在此過程中熵本身在減少，而此時在有機體內發生組織結構的增長。""進化理論說到在這過程中的內部復雜化趨勢，與上面提及的熵減少是一致的。"
普里高津和德格魯脫說生物體組織結構的增長相應於熵減少，這里所說的熵，事實上是資訊理論的熵（廣義熵）而不是熱力學的熵。看來，普里高津後來察覺到了這一點。因此他在耗散結構理論中就小心翼翼地避免使用熵減少或負熵來指有序化。他只是說，耗散結構依靠來自環境的負熵流輸入而產生有序化，但他決不再輕易說有序化也是熵減少。這是普里高津的嚴謹之處。他將整個耗散結構理論局限於熱力學中。即使是"非平衡、非線性"熱力學，也仍然是熱力學！
但是，普里高津並不留戀經典熱力學的過去時代，而稱自己"一生主要著眼點在未來"，是屬於未來的樂觀派。我們透過普里高津一系列的論著和講演，看到他正醞釀著一個更遠大的目標：如何把自然科學、生命科學和社會科學三者的發展規律統一起來，即向著廣義的大統一進軍。
要實現這個大統一的目標，不徹底突破熱力學的框框恐怕是不行的。事實上普里高津已經從非平衡和非線性兩個方面在向經典熱力學發起突破性的進攻了。雖然他目前還做得很不徹底，但他畢竟開始認識到資訊理論概念對發展耗散結構理論的意義。他自己說，他在耗散結構理論中"使用了物理—化學語言。另一些人可能喜歡說成負反饋，或自動調節等等。因此把我們的探討與資訊理論密切聯系將是可行的"。布雷默曼（H．J．Bremermann）說得更為透徹："不能只從能量的耗散來推演生物的結構，更重要的是信息。"生物系統和社會系統都不是熱力學的耗散結構而是信息系統，只有廣義的、資訊理論的負熵概念才是它們共同統一的因素。耗散結構與負熵的研究如果能夠與資訊理論和控制論的研究結合起來，就有可能出現新的突破。
四、信息熱力學
既然熱力學熵的概念包含在資訊理論的熵（廣義熵）概念之中，那麼，是否可以從資訊理論概念來推廣整個熱力學，或者說，建立一種研究信息系統的更廣義的理論體系，而以熱力學系統作為其特例呢？下面即試圖從這方面進行一些初步探論。
熱力學系統與通信系統 對於熱力學過程來說，如果沒有冷熱的差異或矛盾，熱是不能傳遞和轉化的。單一的熱源既不能傳熱，也無法作功。要使作熱運動的分子朝一定的方向運動，以傳熱和作功，就得用冷源來控制分子運動的方向，使熱量從高溫流向低溫。這里，冷源的作用是提供信息，以控制熱能轉移的方向。
從資訊理論的觀點來看，冷源便是一個信息源。在熱量轉移過程中，冷源接受熱源的一部分熱量，分子運動的混亂度增加。用資訊理論的術語來說，熱源是一個雜訊源，它對冷源發生噪擾。這樣，我們可以借用資訊理論的概念和術語把"熱源——熱機——冷源"所組成的熱力學系統看成是一個通信系統，傳熱過程可以看成一個通信過程。
熱力學第二定律的資訊理論表述方式 用資訊理論的術語來表述熱力學第二定律，便是：如果不從外界得到新的信息，那麼對信息所進行的操作和變換不可能使信息量增加，或者說，不定度不可能減少。熱力學第二定律的資訊理論表述方式的含義更廣，可應用於並非熱力學過程的任何信息傳遞或變換過程，因此，可以稱之為廣義的熱力學第二定律。
熱和功 熱是質點不規則的隨機運動，是一種未受控制的能量形式。而能量作功時則是一種有規則的形式，能量以功的形式傳遞可以受到控制和管理。可以說，熱是不帶有信息的能量形式，而功則是一種帶有信息的能量傳遞形式。因此，當利用冷源通過熱機而提供信息，以控制和管理熱源的能量傳遞方向，就可以獲得功。當功這種帶有信息的能量傳遞形式受到噪擾時便更會損失信息而轉化為熱，例如摩擦這種不規則的機械運動形式就會產生"雜訊"，使信息損失，因而使功轉變為熱。
熱力學第二定律的資訊理論表述方式告訴我們，任何自動進行的熱力學過程總是要損失信息的。因此，功可以損失掉它所攜帶的全部信息而完全轉變為熱。而在不引起外界其他變化的條件下，熱卻不能全部轉變為功，這是因為在沒有外界提供附加信息的條件下，信息的損失無法得到補充的緣故。同樣，電能、光能、化學能等等，都是帶有信息的能量形式，它們都可以全部轉變為熱，但在外界不提供附加信息的條件下，熱就無法全部轉變成其他任何一種攜帶信息的能量形式。
束縛能和自由能 能量的傳遞和轉化必須有信息的控制才能進行。例如兩個溫度相等的物體進行熱力學的相互作用，當外界不時它們作功時，由於缺乏信息，熱的傳遞不可能進行。但這兩個物體都含有熱能，這種由於缺乏信息而無法傳遞和轉化的能量，便是束縛能。廢熱就是一種束縛能，除非另外向它提供信息，否則便無法利用。
當二物體間存在溫度差時，它們進行熱力學的相互作用，就會產生單向性的熱量傳遞。這是因為較冷的物體向較熱的物體提供了信息，因而控制較熱的物體的熱量向較冷的物體轉移。能夠轉移的熱量部分便是""（exergie）。另一方面，較冷的物體本身也具有一定溫度，具有內部的分子隨機熱運動，在與較熱物體的相互作用過程中又不斷受到較熱物體的噪擾，因此它不可能提供完全的信息。當兩物體達到溫度相等的熱平衡狀態時，便不再有可以利用的信息，因此能量傳遞就無法再進行。這時的為0，只有束縛能或""（anengie或anexergie）了。
在熱力學中，自由能F=U-TS，式中U是總內能，由於熱力學過程受分子熱運動本身的噪擾而損失信息，也就是由於熵S的存在，使得其中TS的部分無法進行傳遞和轉化，TS這一項即束縛能。
可逆過程與不可逆過程 對於可逆過程，當其沿正方向進行後，又沿反方向進行而返回初態時，不引起周圍環境的任何變化，能量傳遞或轉化的能力毫無損失。因此，可逆過程實質上是不損失信息的過程。
理想的卡諾可逆熱機，因為其中不存在任何漏氣、摩擦和其他任何損失，因之也不損失信息，故能可逆地循環運轉。熱力學中設想的所謂准靜態過程，過程進行的每一步都處在連續的平衡狀態，變化無限小地進行，過程進行的時間無限長，這樣，在每一步中都幾乎沒有發生信息的損失，因而是可逆的。這相當於資訊理論中的"正規變換器"或"非奇異變換器"。
不可逆熱機由於有把功轉變為熱的摩擦存在，摩擦所導致的分子隨機熱運動對過程進行中的信息傳遞發生了噪擾，信息受到損失。因此不可逆熱機的效率小於可逆熱機。不可逆熱機有信息損失，相當於資訊理論中的"非正規變換器"或"奇異變換器"。
五、信息與能量
極好的說明。對於耗散結構，輸入的負熵也是與輸入的能量成正比的。但對於信息系統，輸入的信息與輸入的能量之間卻不存在這種比例關系。例如一部收音機或電視機，它輸入的信息是通過天線接收的電台或電視台的載波信號，信號的強弱與信號本身包含的信息量不成比例關系。輸入信號的信息量與電源供給的電源之間也不存在比例關系。這里，從電源輸入的是熱力學的負熵，而從天線輸入的是資訊理論的負熵。系統內部的有序化，例如顯像管屏幕上圖像的有序化或喇叭聲頻振動的有序化，也可以用資訊理論的負熵來描述。這種有序化雖然要以電源的熱力學負熵輸入作為先決條件，但兩者之間卻並不存在因果關系。從天線輸入的資訊理論負熵才是產生這類信息系統內部有序化的原因。正如人腦活動的有序化與吃飯（供應能量或熱力學的負熵）之間不存在因果關系一樣。
消耗不同的能量可以傳遞同樣多的信息，而不同的信息量卻又可以用同樣多的能量傳遞出去。例如用不同的功率來拍發同一份電報，它們所傳遞的信息相等，消耗的能量卻不同；而信息量不同的兩份電報，卻又可以用同樣的功率拍發出去。因此，為節省能量計，實際的信息系統往往都是用很微量的能量來傳遞極其大量的信息。無論是工程技術中的通訊系統和自控系統，還是大自然本身所造成的生命系統，都是如此。例如對一部電子計算機輸入很多指令，就只要消耗很少的能量。動物體的神經系統用來指揮肌肉活動所消耗的能量，與肌肉活動本身所消耗的能量相比，就簡直小得微不足道。
信息系統從信息輸入裝置（例如天線）輸入由很小的能量所攜帶的大量信息，這大量的信息又可以控制電源所提供的大量能量的變化，例如轉化為電視機熒光屏上的有序化圖像。自控系統往往還能控制更大得多的能量變化。這就是用小能量控制大能量的原理，或信息放大器原理。
對於熱力學的耗散結構，其內部的有序化是由單一的熱力學負熵流而引起的，除此之外，它再沒有其他的信息流輸入，這就是普里高津之所以能夠避開信息概念的原因。也正因為如此，輸入的負熵和能量之間才存在確定的比例關系。這就是說，熱力學的耗散結構中不存在信息放大機制。但對於信息系統，熱力學的負熵流（例如電源供給）與資訊理論的負熵流（例如天線輸入的信息流）分開了，出現了信息放大機制，系統內部的有序化程度是輸入的信息流所引起的，與電源所輸入的負熵之間就不再存在因果關系和比例關系了。
"麥克斯韋妖"問題的實質也就是用信息來控制能量的轉移或變換。1929年齊拉德（L．Szilard）發表了一篇討論熵的論文，被認為是申農資訊理論的先導，其中就提出麥克斯韋妖要減少它所控制的系統的熵，它就要付出代價——本身產生熵增加。1948年，維納在《控制論》一書中也指出，"麥克斯韋妖在動作以前，必須收到有關前來的粒子的速度和位置的信息"。到50年代，布里淵應用熵的資訊理論解釋，指出麥克斯韋妖要能分辨粒子運動速度的大小，就必須從外界獲得信息，引起環境更大的熵增加。或者說，麥克斯韋妖必須從環境中獲得更多的負熵為代價。於是，麥克斯韋妖的疑難就最後被解決了。
麥克斯韋妖疑難的解決，不僅是舊問題的結束，而更是新問題的開始。維納說："拒絕由麥克斯韋妖產生的問題要比解答這個問題簡單。否認這種東西或這種結構存在的可能性是最容易不過的事了。嚴格意義上的麥克斯韋妖不可能存在，可是如果我們一開始就接受這一點而不加以論證，那我們就要失去一個難得的機會來研究關於熵和關於在物理學、化學和生物學中麥克斯韋妖的可能意義的系統知識。"如果我們把從外界輸入負熵而產生有序化的系統都看成是一種含義經過修正的麥克斯韋妖，我們就有了一個統一的概念來研究包括耗散結構、信息系統和生命系統在內的一切產生負熵的開放系統了。含義經過修正的麥克斯韋妖並不違反熱力學第二定律，它是在以環境提供負熵為代價的舞台上演出的有聲有色、內容豐富、威武雄壯的史劇。熱力學第二定律只告訴我們，每一台這樣的史劇遲早都要結束。而我們的任務是研究每一台史劇，並且去導演水平更高、信息量更大的史劇！薛定鍔的負熵概念、維納的控制論、申農的資訊理論、普里高津的耗散結構理論......，都是科學舞台上一幕幕威武雄壯的史劇。也許，一場更為威武雄壯的科學史劇正在等待我們去編導哩！
六、負熵和宇宙論
麥克斯韋妖的疑難解決了，還有宇宙熱寂論疑難的問題。耗散結構以及其他一切含義經過修正的麥克斯韋妖，都依賴於從環境輸入負熵而產生有序，因此，這種有序化是以環境中更大的熵增為代價的。如果把耗散結構與其環境整個看成一個系統，那麼這個系統是仍然要產生熵增加的。事實上，普里高津本人也沒有給耗散結構的研究提出解決宇宙熱寂論的任務。錢學森同志說："普里高津的理論是很有啟發性的，它使我們從經典熱力學的窒息氣氛中解放出來，再也不必去召喚麥克斯韋妖來減小某處的熵了。"如果我們把這句話理解成普里高津的理論已經解決了熱寂論問題，那就錯了。
恩格斯早就說過："只有指出了輻射到宇宙間的熱怎樣變得可以重新利用，才能最終解決這個問題。"同時，恩格斯還明確地預言："放射到太空中去的熱一定有可能通過某種途徑（指明這一途徑，將是以後自然科學的課題）轉變為另一種形式，在這種運動形式中，它能夠重新集合和活動起來。因此，阻礙已死的太陽重新轉化為熾熱星雲的主要困難便消失了。"宇宙中散逸的輻射怎樣才可以重新集中起來呢？有能夠吸引輻射的機制嗎？哦，那是黑洞！黑洞具有極其強大的引力，引力場強到使其周圍的空間高度彎曲，以致光線也無法輻射出去。在黑洞的引力范圍內，一切物質，包括輻射及其所攜帶的能量，都將被它吸積（accretion）進去。即使是恆星所散逸出去的輻射以及2．7K宇宙微波本底輻射或其他任何廢熱，都能夠被黑洞所吸積。這就會造成宇宙中某些區域高度的質能集中。近年來的研究表明，這樣集結起來的能量有可能重新活動起來而釋放出去。例如英國理論物理學家霍金（S．W．Hawking）把廣義相對論、熱力學和量子力學結合起來探討黑洞理論，提出黑洞可以通過量子力學的"隧道效應"發射粒子，從而進行"蒸發"。到最後階段黑洞蒸發極快，因而最終將是一場猛烈的爆炸。也有人設想，由黑洞的爆炸可能產生新的恆星和星系。
也許，黑洞還可能有其他的釋能方式。總之，在黑洞中集結起來的能量不一定是束縛能，而是可能轉化和重新活動起來並釋放出去的自由能。從外部供給黑洞的可以是高熵的質能（例如宇宙中的彌散性輻射或"廢熱"），而黑洞的吸積和質能轉化卻可以把它們變成低熵的質能。從某種意義上來看，黑洞本身是可能產生負熵的，它並不需要從外部獲得負熵流。名聞遐邇的科普作家阿西莫夫（I．Asimov）說："在黑洞里，熱力學第二定律被顛倒過來了，因而盡管宇宙的大多數區域是在衰亡，但黑洞里卻在逐漸復興。"
黑洞能導致宇宙的局部收縮，但還不足以與整個宇宙的膨脹相抗衡。宇宙膨脹是由宇宙大爆炸開始的，宇宙大爆炸通常被看作是宇宙時間箭頭——熵增的本原。因此，要最終解決熱寂論的問題，還必須找到宇宙收縮的機制。根據愛因斯坦的引力理論，宇宙將來是會發生收縮的。愛因斯坦引力理論對宇宙發展圖景的預言是，宇宙從大爆炸開始，膨脹至它的最大限度，然後收縮以至坍縮。這一預示後來被許多學者推廣了（R．C．Tolman，A．Avez， R．P．Geroch， S．W．Hawking， R．Penrose）。
有跡象表明中微子具有靜止質量。宇宙大爆炸產生的中微子比其他物質粒子的總數還要多十億倍，即使中微子只有一丁點兒質量，整個宇宙中的中微子質量總和就要大大超出所有其他物質的質量總和。據稱根據測定的中微子靜止質量計算，中微子的總質量要佔宇宙總質量的百分之九十以上。因此，中微子有可能是控制我們宇宙膨脹和收縮的關鍵性因素。有人認為，中微子對宇宙密度的貢獻有可能在將來導致宇宙收縮。這樣，宇宙熱寂論的最後陣地就被攻破了！