可是精灵更为聪明……

我想向读者介绍一位名叫利奥·西拉德的匈牙利科学家兼发明家。在1928年到1932年这段创造力的颠峰期，西拉德发明了史上最重要的几部机器，尽管当时他才30出头。这些机器目前仍用于科学研究上，它们分别是：1928年发明的线性粒子加速器， 1931年的电子显微镜，以及1932年的回旋粒子加速器。不可思议的是，在所有三个例子中，他根本懒得发表他的发明、为他的构想申请专利、甚至建造机器的原型。这三项发明都是后人根据西拉德的研究成果继续发展出来的。其中两项为其他物理学家赢得了诺贝尔奖，得主分别是：美国的欧内斯特·劳伦斯，因发展回旋粒子加速器得奖；德国的恩斯特·鲁斯卡因首度建造出电子显微镜而获奖。

1929年，正值创造力巅峰的西拉德发表了一篇至关重要的论文，引起一阵骚动。论文题目是《关于热力学系统中因为智能生物介入所造成的熵降低》（On the Reduction of Entropy in a Thermodynamic System by the Interference of an Intelligent Being），文中提出另一个版本的麦克斯韦精灵，日后被称为“西拉德引擎”。

他的版本不只触及这个悖论最核心的物理程序，他另外还指出，正是因为精灵具备智慧以及分子状态的相关知识，才使得结果大为不同，而这正是麦克斯韦所担心的。这个悖论无法透过机械装置来解决，不论设计多么灵巧。

容我重述一下这个悖论。不论单向阀或活门的运作多么灵巧，随机乱撞的空气分子要在不借助外力的情况下，在两个隔室之间自发地产生温度或压力的不平衡，其实并不可行。要达到这个目的，一定需要借助某种外来的助力。值得注意的是，看来这种助力可以仅以简单的信息形式出现。

我们似乎又回到问题的原点，试图将抽象概念如信息、甚至智能生物存在的必要性，融合到物理定律不具意识的统计世界中。我们是否终究得被迫承认，热力学第二定律只有在无生命的宇宙中才会成立？或是生命体具有某些不属于物理学范畴的神奇元素？恰恰相反，西拉德提供的解答巧妙地确认了第二定律的普适性以及熵递增的概念。

设想盒子里有100颗空气分子，每一侧隔室各有随机选出的50个，而且快速（或慢速）分子一样多，因此两侧空气的平均温度相等（真实状况下将有数以亿计的分子，在此暂且先把问题简化）。精灵小心翼翼地控制活门的开闭，让25个较快的分子进入一侧隔室，让25个较慢的分子进入另一侧。这个过程需要开关活门50次。读者也许认为精灵消耗在开关活门的能量就是降低盒子的熵所付出的代价，不论消耗的能量有多小。这些来自系统外部的能量等同于将玩具发条上紧的效果，也就是从外界某处作功（并导致其熵增加），来降低该系统的熵。然而，假使精灵没有分子状态的信息（也就是它无法分辨快速与慢速分子），只是随机开关活门50次，让左侧隔室的半数分子进入右侧，右侧隔室的半数分子进入左侧，那么平均而言两侧的温度将维持不变，因为由左至右的快速或慢速分子将会与由右至左的一样多。在没有信息，或是有信息但选择不予采用的情况下，盒子的熵将不会减少，精灵却仍然消耗一样多能量在活门的50次开关上。很显然，开关活门所耗的能量未必与将分子按照速度分类的程序有关。

西拉德的真知灼见在于，他指出了信息在这个悖论情境里所扮演的角色。他的论点是，精灵必定将能量消耗在测量分子速度这个动作上，而非控制活门的开关。要获得信息必然得付出能量，精灵在脑海里将信息组织起来的过程便会消耗能量。从最根本的角度来看，信息其实不过是大脑或计算机记忆库的某种有序状态，亦即某种低熵态。当我们拥有愈多信息，我们的大脑就更结构化与组织化，熵也就愈低。

这个保有信息的低熵状态赋予我们作功的能力。信息就像储存电能的电池，可用来降低别处的熵。

麦克斯韦精灵的效率当然不可能达到100％。它需要消耗能量以便取得所有分子位置与状态（即温度）的信息。它或许需要花费更多能量以利用这些信息将不同速度的分子分开。精灵在一开始消耗能量获得信息，已经使外界环境的熵升高，进一步地消耗能量将使熵增加更多。

总而言之，我们可以将一部计算机（或大脑）想成一台可以接受低熵能量的机器，例如电力（或食物），然后将这些能量转换成信息。这些信息可以用于（或转移到）某个物理系统降低它的熵，例如将系统组织化等，使它具备作功的能力，这与发电机产生的废热与噪音等毫无用处的高熵能量截然相反。由于过程中没有任何一个步骤的效率是100％，总有一些热能在过程中散失。周遭环境的熵之所以增加，一方面是因为提供能量给精灵使其获取信息，另一方面是因为上述熵在过程中所散逸的废热，使环境的熵进一步升高。环境增加的熵总和起来还是超过信息处理之后系统减少的熵。因此，第二定律得救了。