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信息引擎

12.11.2022

这一年的亮点是以信息为动力的所谓信息引擎的开发。原型引擎完全通过计算完成了这项工作，没有花费任何能量。不幸的是，这一发现仅适用于微观世界。

我们都知道热噪声这样的现象。在正常状态下，热波动本质上是随机的，不能做有用的功。您可以在反馈的帮助下纠正这种情况 - 可以切断“制动”振荡并修复“工作”振荡的信息。然后每次发动机只会做有用的功，而不是以燃料的形式消耗能量。燃料在这样一个系统中的作用将由信息来扮演——这是一个用于确定控制发动机的完美工作和反馈的系统。

来自不列颠哥伦比亚省伯纳布的西蒙弗雷泽大学和基础问题研究所 (FQXi) 的一组物理学家进行了一项实验，在该实验中，细菌大小的玻璃珠通过热噪声和有关其位置的信息沿给定方向移动. 珠子被放入水中并被激光陷阱捕获。水分子的热振动将珠子推向所有可能的方向，但由于对其在水中位置的测量和反馈，光阱仅在运动方向正确时才在空间中移动（并将珠子保持在一个新的水平） .

确定珠子在空间中位置的准确性还有很多不足之处，因此“信息”引擎的工作量很小。在所谓的“贝斯解估计”算法中加入后，可以提高发动机的效率 - 一种统计方法，主要预测珠子的新位置而不是测量它。

事实上，这种发动机的“燃料”只是通过测量获得的有关珠子大致位置的信息，减少测量误差的计算算法以及将珠子（所做的工作）固定在新水平的反馈机制. 执行工作的过程是通过热噪声进行的。你可以说它是免费的。现在科学家们正在考虑如何从其他噪音源做类似的工作的实验。如果一切顺利，将有可能从世界尚未梦想的来源获得能量。

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