“Ludvig Bolcman, koji je proveo većinu života proučavajući statističku mehaniku izvršio je samoubistvo 1906. godine. Pol Erenfest koji je je nastavio njegov rad, preminuo je na sličan način 1933. godine. Sada je naš red da učimo statističku mehaniku. Verovatno bi bilo mudro da tome pristupimo oprezno.” Ovim rečima počinje predgovor za udžbenik “Stanje materije” profesora Dejvida Gudstina. Crno-humornim pristupom profesor priznaje studentima da ih čeka nimalo lak zadatak, ali se nada da će ih ipak privući ovoj egzotičnoj temi ako naslute ukus zabranjenog voća.
Davno pre nego što je nauka definisala statističku mehaniku postojali su demoni koji su proganjali naučnike i filozofe. Iako je tek sa počecima moderne fizike i razvojem klasične mehanike, na svet došla jasna definicija Laplasovog demona, dobro je imati u vidu da je problematika koja stoji iza ovog hipotetičkog bića primećena i mnogo ranije. Ruđer Bošković je dao možda i snažniju filozofsku formulaciju problema nego Laplas, a sam Laplas je, pre nego što će prizvati demona u knjizi “Filozofski eseji o verovatnoći”, citirao Cicerona koji je srž problema primetio još u I veku p.n.e.:
“… da postoji smrtnik koji bi umom mogao da posmatra međusobnu povezanost svih uzroka ništa mu zaista ne bi moglo pobeći. Jer onaj koji zna uzroke stvari koje su nužne, zna sve stvari koje će biti.”
Laplas je bio u mogućnosti da mnogo jasnije formuliše demonologiju oslanjajući se na Njutnove zakone koji određuju kretanja svih tela u svemiru. Ukoliko bi postojao demon koji zna položaje i brzine svih čestica u svemiru kao i sile koje na njih deluju, mogao bi da izračuna kako će svemir izgledati u proizvoljnom trenutku u budućnosti.
Demonska priroda takvog bića posebno dolazi do izražaja ako primetimo da bi čak i samo hipotetičko njegovo postojanje oduzelo čoveku sposobnost slobodne volje. Jer ukoliko isti način razmišljanja primenimo na čoveka, koji se takođe sastoji od elementarnih čestica, a čiji zakoni ponašanja su nam poznati, svaka naša odluka bi bila posledica zakona prirode, a slobodna volja bi, prema tome, bila samo iluzija.
Ipak ovaj sveznajući demon bi imao ograničenja u razumevanju sveta. Upravo njegovo sveznanje u kome bi jednako mogao predvideti i budućnost kao i pročitati prošlost, osudilo bi ga na to da od drveta ne vidi šumu. Zagledan u svaku česticu posebno, za njega bi bilo potpuno nemoguće da prepozna da li vreme protiče u jednom ili drugom smeru budući da su zakoni klasične mehanike simetrični u odnosu na protok vremena. Dok smo mi, iako sa daleko manjim mogućnostima spoznaje, sposobni da lako procenimo da li je snimak rastvaranja mastila u vodi pušten unazad, Laplasovom demonu protok vremena u oba smera bio bi potpuno ravnopravan.
Upravo sa razvojem statističke mehanike čije temelje je uspostavio tragično nastradali Bolcman, postalo je jasnije šta to upućuje strelu vremena da teče u jednom a ne u drugom smeru. Bolcman je primetio da je rast entropije, odnosno neuređenosti sistema posledica statistike u kojoj je neuređenost verovatnija od uređenosti. Kap mastila se rastvara u čaši vode samo zato što je nasumičnim kretanjem čestica mastila verovatnije da se ravnomerno raspodele u čaši umesto da se zadrže u jednom njenom delu.
Takav uvid čini osnovu drugog zakona termodinamike koji tvrdi da entropija, odnosno neuređenost zatvorenog sistema mora rasti sa vremenom. Budući da ovakav zakon počiva na logici i statistici on kod naučnika zavređuje poseban status koji najbolje ilustruje citat Artura Edingtona, jednog od najvećih autoriteta nauke XX veka: “Ako vam neko kaže da se vaša teorija ne slaže sa Maksvelovim jednačinama – utoliko gore za Maksvelove jednačine. Ako se utvrdi da je protivrečna sa posmatranjima – pa i eksperimenti nekada mogu napraviti grešku. Ali ako se utvrdi da je vaša teorija protiv drugog zakona termodinamike, ne mogu vam pružiti nadu, ne postoji druga mogućnost za vašu teoriju nego da se sruši u najdubljem poniženju.”
Drugi zakon termodinamike ne govori o našoj slobodnoj volji, ali obezbeđujući da nered u univerzumu raste, govori o neizbežnoj toplotnoj smrti svemira, zbog čega sledeći demon koga ćemo sresti, a koji ovaj beskompromisni zakon dovodi u pitanje, možda neopravdano nosi ime demon.
Klark Maksvel je u pismu prijatelju iz 1867. godine izložio ideju u kojoj posmatra komoru sa gasom podeljenu pregradom. Ukoliko bi moglo postojati biće koje bi imalo znanje o svim česticama u posudi i bilo sposobno da propušta kroz pregradu brze čestice na jednu stranu a spore na drugu, takvo biće bi srušilo II zakon termodinamike jer bi u posudi u kojoj vlada nered uspostavljalo red.
Bez obzira što ovaj demon dovodi u pitanje zakon koji svemir neizbežno odvodi u toplotnu smrt, naučnike ipak više od toplotne smrti univerzuma užasava mogućnost da demon upropasti jedan od omiljenih zakona fizike. Zbog toga su naučnici više od 100 godina pokušavali da izvrše egzorcizam Maksvelovog demona. Tek modernim razumevanjem informacije čemu su posebno doprineli Rolf Landauer i Čarls Benet pregrada ispod demona se značajno uzdrmala. Shvatanje materijalnosti informacije i činjenice da je brisanje informacije ireverzibilan proces koji povećava entropiju je nešto što i demonu izgleda kao solidna ponuda zbog koje bi mogao nauci vratiti II zakon termodinamike.
