В 1867 году Джеймс Клерк Максвелл предложил образ, который будоражит физиков до сих пор. Два отсека с газом разделены дверцей. Молекулы мечутся хаотично: быстрые и медленные. Крошечный привратник открывает дверцу только перед быстрыми, пропуская их в одну сторону, а медленные — в другую. Горячий отсек становится ещё горячее, холодный — холоднее. Работа без затрат — вечный двигатель. Так Максвелл показал: второй закон термодинамики — не абсолютный закон, а статистическая неизбежность.
Демон, казалось, нашёл лазейку. Но каждый шаг его работы требовал платы. В 1929 году Лео Силард упростил задачу до одной молекулы и понял: само измерение положения частицы уже производит энтропию (меру беспорядка) — как минимум столько же, сколько исчезает при сортировке. Позже Леон Бриллюэн показал: чтобы «увидеть» молекулу, демону нужен свет, а фотон толкает частицу, смазывая картину. Решающий удар нанёс Чарльз Беннетт в 1980-х: даже если измерение прошло идеально, демону надо стирать старые записи в памяти, а стирание одного бита необратимо выделяет тепло.
Квантовая природа ставит ещё более жёсткий барьер. Принцип неопределённости Вернера Гейзенберга запрещает одновременно точно знать положение и скорость частицы. Демон не может измерить молекулу, не повлияв на неё: каждый акт наблюдения неизбежно меняет её движение. Это похоже на попытку поймать бабочку пинцетом — само прикосновение меняет траекторию. Так квантовый мир защищает второй закон надёжнее любых замков.
Термин «демон» придумал не Максвелл, а Уильям Томсон (лорд Кельвин), и он же первым использовал слово «демон» в научном контексте — до этого Максвелл называл его просто «существом».
В романе Станислава Лема «Мир на Земле» демон Максвелла становится оружием, а в рассказе «Путешествие четырнадцатое» Ийон Тихий встречает цивилизацию, которая пыталась обуздать демонов для вечного двигателя.