Le démon de Maxwell

L'entropie est `naturelle' descente. N'y a-t-il pas de `remontée' ? Pour désigner une telle contrepartie de l'entropie on a forgé le concept de `néguentropie'. Celle-ci, cependant, contrairement à l'entropie, ne va pas de soi. Elle est tâche laborieuse.

Comment vaincre l'entropie ? Le savant Maxwell invente pour cela un `démon'. Soit un récipient dans lequel règne l'équilibre thermique, c'est-à-dire l'entropie maximale. Il faut diviser ce récipient en deux parties, appelées respectivement `chaude' et `froide', grâce à une séparation étanche munie seulement d'un clapet. Le démon doit surveiller l'agitation au hasard des molécules et ouvrir chaque fois le clapet pour laisser passer dans la partie `chaude' une molécule rapide qui se présenterait du côté `froid' et pousser dans la partie `froide' une molécule lente qui se présente du côté `chaud'. Peu à peu toutes les molécules lentes se trouvent dans la partie `froide' et toutes les molécules rapides, dans la partie `chaude'.

Rétablir une telle différence de potentiel signifierait incontestablement la victoire sur l'entropie. Mais quel serait le prix d'un tel travail ? En vertu du second principe de la thermodynamique la dépense d'énergie nécessaire serait supérieure à celle qu'on gagnerait! Imaginons cependant ce démon infatigable et d'un dévouement sans limite. Soit. Seulement l'existence même d'un tel être est d'une extrême improbabilité! Et, dut-il exister, pour produire de la néguentropie à l'intérieur du système clos que constitue le récipient, le démon ne pourrait pas ne pas créer de l'entropie en-dehors de lui, c'est-à-dire dans l'ensemble du système environnant. Le système `récipent-démon-environnement' reste piégé. Il ne peut échapper à l'entropie.

En fait, pour produire de la néguentropie à l'intérieur du système clos que constitue le récipient, le démon crée nécessairement de l'entropie en-dehors de lui, c'est-à-dire dans l'ensemble du système environnant. Le système récipent-démon-environnement ne peut pas ne pas sacrifier à l'entropie.