三种被验证过的思想实验

牛顿的大炮

成功

原因：达到宇由速度 就可以脱离地心引力的限制，向外太空飞去

一门架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地发射炮弹，炮弹速度越快，就会落到越远的地方。一旦速度足够快，则炮弹就永远也不会落地，而是会统着地球作周期性的运动。

这一简单的思想实验，让人们意识到原来月球不会掉到地上来的原因正是「引力」！不过，高轨卫星已经证实了大炮实验可以实现，只有低轨卫星才需要补充燃料，因为那里还有大气层的阳力，而高轨卫星几乎就不受影响了。

麦克斯韦妖

失败

原因：照亮需要耗费额外的熵，还是符合热力学第二定律

一个绝热容器被分成相等的两格，中间是由“麦克斯韦妖”控制的一扇小“门”，容器中的空气分子作无规则热运动时会向门上撞击，“门”可以选择性地将速度较快的分子放入一格，而较慢的分子放入另一格。这样，其中的一格就会比另外一格温度高，系统的熵降低了。可以利用此温差，驱动热机做功，而这是与热力学第二定律相矛盾的。

这个实验的目标是锁定在不容置疑的热力学第二定律。从历史来看，在 1867 年第一次提出麦克斯韦妖时说，这证明第二定律只具有统计的确定性。此言表明是想借此来说明熵增加原理是系统的统计规律。

匈牙利的1929年设计了单分子引擎的思想实验，小妖精通过测量，了解分子所处的位置是在左侧还是右侧，单个分子气体经历一个等温过程，通过从环境吸热而膨胀，并提升重物做功，如果结果是右侧，则将重物悬挂于系统的右边而得到功。

不考虑小妖精的测量过程。这个模型像是一个违背第二定律的永动机，使得熵减少的永动机当然是不可能的，于是认为问题就正是出在测量上。

小妖精进行测量的目的是为了获得信息，即在每次完成循环回复系统原状的过程中至少需要获得二进制中一个比特的信息。信息的获取需要付出代价，就是使得周边环境的熵增加。

因此，系统「热熵」的减少是来自于小妖精测量过程中“信息熵”的增加。系统总熵值因而增加，热力学第二定律仍然成立。

拉普拉斯妖

失败

原因：物理量都是有不确定性的

“我们可以把宇宙现在的状态视为其过去果以及未来的因。如果一个智能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置，假有他也能够对这些数据进行分析，宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动，都会包含在一条简单公式中。对于这智者来说没有事物会是模糊的，而未来只会像过去般出现在他面前。”

量子力学告诉我们，物理量都是有不确定性的，不可能无误差地精确测量。而「混沌理论」则表明，只要涉及三个及更多的物体，初始条件的极其微小的差别将导致最后结果的千差万别。从另一个角度来说，拉普拉斯妖是基于经典力学可逆过程的，然而真实的系统确实满足热力学第二定律（熵增原理）的不可逆过程。