陈根：用信息生产能量，信息引擎速度惊人

文/陈根

150年前，英国物理学家詹姆斯麦克斯韦创造性地提出了信息引擎的概念，即从信息中产生能量。

假设有两个温度相同的房间 A 和 B，中间有一扇门。在这里，打开和关闭门时，快速移动的分子被分离到A室，而缓慢移动的分子被分离到B室。这就超越了“熵不减少”的热力学第二定律的结果。这时候，地精测量的分子位置和速度的“信息”变成了“功”，产生了温差。这就是信息引擎。

尽管信息引擎概念的提出已经有一段时间，但却一直未能实现，直到最近，这一概念终于转化为了现实。现在，加拿大西蒙弗雷泽大学（SFU）的研究人员称，他们设计了一种高速引擎，就是利用信息作为燃料，可将微观粒子的随机振动转换为存储能量。

具体来说，西蒙弗雷泽大学的研究小组使用另一种激光来观察弹簧的位置如何根据被困在激光中的粒子的重量而变化。当弹簧由于粒子的重量下降时，测量这个位置，当弹簧再次上升到最高点时，与弹簧的参考点（锚点）的位置升高通过移动充当夹具的激光器来使用激光器。

结果，他们成功地不断增加了粒子的势能。在研究人员的理论分析中，研究人员发现在粒子质量和粒子弹起的平均时间之间有一个有趣的权衡。虽然较重的粒子可以储存更多的引力能量，但它们通常也需要更长的时间来向上移动。

研究小组计算并应用了可以尽快获得尽可能多的势能的粒子的质量，实现了粒子以每秒190微米的速度移动。研究人员表示，这款信息引擎有望推动计算机和生物纳米技术在成本和速度方面取得重大突破。相关研究成果已刊登在《美国国家科学院院刊》中。