摘要:麦克斯韦妖是 JC 麦克斯韦于 1867 年设计的一项思想实验,目的是证明热力学第二定律不具有普遍性,因为它有一个反例。由于许多人认为第二定律提供了时间之箭,对其普遍性的威胁也威胁着时间方向性的解释。多年来,人们通过证明由于这样或那样的原因麦克斯韦妖不可能存在来“驱除”麦克斯韦妖,但无一成功。我们已(在许多出版物中)通过一般的状态空间论证证明麦克斯韦妖与经典力学兼容,而基于兰道尔论文的最新解决方案并不具有普遍性。在本文中,我们证明麦克斯韦妖也与量子力学兼容。我们通过分析一个特定的(但高度理想化的)实验装置并证明它违反第二定律来做到这一点。我们的讨论是在标准量子力学的框架内进行的;我们在有和没有投影假设的量子力学框架中给出了两个独立的论证。我们在分析中讨论了测量和擦除相互作用之间的联系,并展示了这些概念如何应用于微观量子力学结构。我们讨论了经典“宏观状态”概念的量子力学对应物,从而解释了为什么我们的量子恶魔设置不仅在微观层面上有效,而且在宏观层面上也有效,这是正确理解的。我们的分析的一个含义是,第二定律不能为时间箭头的解释提供普遍的类似定律的基础;这个解释必须在别处寻找。
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