麦克斯韦的小妖精
一天，小炉老师（作者同事）在群里贴了一个伽尔顿板的视频：伽尔顿板的实验。“这不科学呀！”群里几位学物理的都说。根据热力学第二定律，世界自发的趋势不是越来越混乱吗？小球们怎么会按颜色分开了？小炉老师看了视频就信了。但是，他自称“生物狗”，“物理小白”，信了也是情有可原的。可是我们学物理的看完视频，沉思20秒，即刻得出结论：这个视频是PS的！
后来小炉老师仔细地搜索，发现视频确实是PS的。不过，这个视频是真的可以实现的。Why？因为，小炉老师有麦克斯韦的小妖精！
我们来讲讲，啥是小妖精。时间要推到公元1871年。在讨论热力学第二定律的时候，麦克斯韦戏谑地推出了一个小妖精。一个装有气体分子的小盒子被隔成两部分，隔板上有个口，口上有门，小妖精就站在那里，或开或关，让运动快的分子进左边，运动慢的则让进右边。这样左边的温度就变高，右边的温度就变低了。结果体系不是温度变成处处一样，而是高温的跑到一边，低温的跑到了另一边，这就明显违反了热力学第二定律。
1929年，美国物理学家Leo Szilard就非常仔细地讨论了小妖精的熵变。不过，大约是为了表明这个“妖精”真有可能是某种机制，他不是用的“妖精”（demon）这个词，而是沿用严肃的探讨者们的术语——“智慧主体”（intelligent subject）。Szilard讨论了好几种智慧主体的工作机制。我们来看看最简单的Szilard热机。
如图1，小妖把活动挡板插入一个只有单个理想气体分子的气缸中，只要观察一段时间，就会发现挡板被单个分子推动，向某个方向移动。比如，我们很容易察觉，图中挡板将向左移动。小妖只要把定滑轮的上部连轴与挡板连接，而把下部虚线表示的连轴松开，那么挡板就会带动定滑轮逆时针转动；而如果单分子在左面的话，小妖可以连接下部连轴，松开上部的，这样依然可以让定滑轮逆时针转动。
当挡板到头，小妖可以把挡板取出，再重新插入中间，而单个分子又可以把从热库吸的热转化成挡板的运动，同时不断拖动滑轮逆时针旋转。如果滑轮拖有重物，那么滑轮就可以把重物拖起，不断将热转化为功。
讲完拉拉杂杂这么多话，终于我们可以来看看小炉老师的小妖精了。如下视频：伽尔顿板的解释。容易想明白，只要我们把不同颜色的小球做成不同大小，然后让轨道有不同的宽窄，那么小球就可以依大小掉入不同的槽。
区分小球的是大小，而不是颜色。而不同大小的球的自然分离，则是依靠轨道有无支撑的力。换言之，在自然的过程中，测量和区分，依然是依靠能量和做功的不同。依此，我们可以依据球的大小、或使用重力（让重的向左，轻的向右）、磁力（有磁力向左，没磁力向右）等方式或方式的组合，来设计本文开始的伽尔顿板，对球做出区分。但是，在这些方式中，我们测量的，都不是颜色。颜色的属性，只是碰巧和大小或者别的属性一致。
因此，小炉老师的小妖精并不是麦克斯韦小妖精，没有违背热力学第二定律。颜色，只是障眼法。