Контраргументы.
Оказалось, чтобы демон Максвелла заработал, ему самому требуется энергопитание в виде притока фотонов, необходимых для освещения приближающихся молекул и их просеивания. Кроме того, просеивая молекулы, демон и дверца должны вступать с ними во взаимодействие, в результате чего они сами будут получать от них тепловую энергию и наращивать свою энтропию. В результате суммарная энтропия системы всё равно уменьшаться не будет.Убедительный контраргумент против возможности существования демона-вахтёра появился вскоре после зарождения квантовой механики. Оказалось, что точно измерять скорость и определять местонахождение молекул, а следовательно, сортировать их, демон не может в силу принципа неопределенности Гейзенберга, а потому он не представляет угрозы второму началу термодинамики.Другой веский аргумент предложила компьютерная эра. Если представить демона Максвелла как управляющую дверцей компьютерную автоматизированную систему, производящую побитовую обработку входящей информации о скорости и координатах приближающихся молекул, то окажется, что пропустив или отклонив молекулу, система должна произвести сброс прежней упорядоченной информации. Это равносильно повышению энтропии на величину, равную снижению энтропии в результате упорядочивания газа при пропускании или отклонении молекулы, информация о которой стерта из оперативной памяти компьютерного демона. Сам компьютер, к тому же, греется, так что и в такой модели в замкнутой системе, состоящей из газовой камеры и автоматизированной пропускной системы, энтропия не убывает, и второй закон термодинамики выполняется.4
Лифт Эйнштейна.
Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции - эвристический принцип, использованный Альбертом Эйнштейном при выводе общей теории относительности. Один из вариантов его формулировки: «Силы гравитационного взаимодействия пропорциональны гравитационным массам тел, а силы инерции пропорциональны их инертным массам. Инертная и гравитационная массы равны, поэтому невозможно отличить, какая сила действует на данное достаточно малое тело — гравитационная или сила инерции.» Для пояснения этого принципа Эйнштейн предложил два следующих мысленных эксперимента. В первом из них тела находятся в лифте, который бесконечно удалён от гравитирующих тел и двигается поступательно с ускорением. Тогда на все тела, находящиеся в лифте, действует сила инерции. Тела, связанные с лифтом, вследствие действия этих сил давят на опору или растягивают подвес. Во втором эксперименте лифт висит в однородном гравитационном поле. При этом все тела в нём обладают весом, давят на опоры или растягивают подвес. Эйнштейн полагает, что находясь в лифте, невозможно отличить эти два случая. Он считал, что все механические явления в обоих случаях происходят одинаково. Это предположение Эйнштейн обобщил на все физические явления. Несмотря на кажущуюся очевидность выводов, следующих из мысленных экспериментов Эйнштейна, полагаем, что в них содержится неявное предположение, очевидность которого сомнительна. Оно касается поведения антивещества в этих мысленных экспериментах. Эйнштейн неявно предполагает, что истинное гравитационное поле не различает вещество и антивещество.5
На примере простых мысленных экспериментов с лифтом Эйнштейна показано, что принцип эквивалентности, по-видимому, не является универсальным и не может рассматриваться как основополагающий в теории гравитации. Этот принцип не может рассматриваться как аргумент против или за двух альтернативных гипотез:
• гравитация не различает частицы и античастицы;
• гравитация их различает.
Принцип эквивалентности может рассматриваться как эвристический при получении уравнений гравитационного поля в предельных случаях миров и антимиров. Используя этот принцип Эйнштейн нашёл их для случая нашего Мира.6
Оценивая мысленный эксперимент, нельзя к нему относиться как к готовому знанию; в этом случае он играет роль простой иллюстрации. Также нельзя сводить его содержание только к обдумыванию, планированию материального эксперимента (хотя он всегда предшествует материальному эксперименту). Мысленный эксперимент является скорее продолжением и обобщением, схематизацией последнего, нежели наоборот.
Подводя итоги можно сказать, что в мысленном эксперименте человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие «экспериментальные» ситуации, в которых, как и в обычном опыте, должны появиться более важные или почему-либо интересные особенности данного объекта.