反直觉事实（47）：那个虽然死了，但依然在向你收费的恶魔

一、 1871年，物理学家麦克斯韦提出了一个让物理学界困惑了100多年的思想实验。 想象一个分为左、右两室的盒子，充满了乱飞的气体分子。 中间有一道门，门边守着一个小妖精。 每当一个跑得快的分子（热分子）飞过来，他就开门放进左边。 每当一个跑得慢的分子（冷分子）飞过来，他就把它挡在右边。 只要这个小妖精一直工作，左边就会越来越热，右边就会越来越冷。

二、 问题来了： 如果不消耗能量就能创造温差（秩序），那就打破了热力学第二定律。 我们就能造出永动机了。 但这显然不可能。 那问题出在哪里？

三、 这个妖精仅仅靠**"获取信息"**——看清楚分子快慢——就能创造能量吗？ 信息难道是免费的吗？ 这个悖论折磨了物理学家几代人。 直到量子力学和信息论诞生。

四、 1961年，IBM的物理学家罗尔夫·兰道尔给出了最终判决： 兰道尔原理（Landauer's Principle）。 问题不在于"获取信息"，而在于**"擦除信息"**。

五、 小妖精的大脑容量是有限的。 为了不断记录新飞来的分子，他必须把旧的数据擦掉（遗忘）。 兰道尔证明了： "擦除1比特的信息，至少会产生kTln2的热量。" （k是玻尔兹曼常数，T是温度） 这是物理学的铁律。无法逃避。

六、 这意味着什么？ 小妖精看起来免费创造了秩序。 但他擦除旧记忆时产生的热量，正好抵消了他创造的秩序。 总熵没有减少。热力学第二定律依然成立。 永动机被堵死了。

七、 这一刻，物理学和信息论被打通了。 它告诉我们一个深刻的真理： 信息是物理实体（Information is Physical）。 信息不是虚无缥缈的抽象概念。 信息有质量，有能量，占用空间，遵守物理定律。

八、 思考不是灵魂活动。 思考是实在的物理过程。 任何创造秩序的行为——把混乱变整齐——都必须以消耗能量、产生废热为代价。 你在脑子里想事情，你的头在发热。