열역학 법칙을 깰 수 없는 브라운 래칫의 반전

무작위로 움직이는 분자들의 힘을 이용해 영원히 에너지를 생산하려는 장치가 있다. 얼핏 보면 열역학 제2법칙을 정면으로 위반하는 것처럼 보이지만, 사실 이 장치는 스스로 멈출 수밖에 없는 구조를 가지고 있다.

톱니바퀴와 날개를 이용해 무질서한 열 운동에서 기계적 일을 얻어내려는 이 가상의 장치는 오랫동안 물리학자들의 호기심을 자극했습니다. 리처드 파인만은 이 장치가 왜 작동할 수 없는지 완벽하게 증명하며 열역학 법칙의 견고함을 보여주었습니다. 장치를 정밀하게 분석해보면 내부 부품들도 열 운동을 하기 때문에 결국 전체가 평형 상태에 도달해 아무런 동력도 만들지 못하게 됩니다. 자연은 공짜 에너지를 절대 허락하지 않는다는 아주 흥미로운 물리적 교훈을 담고 있습니다.