２つの部屋の間の分子の拡散

マクスウェルの悪魔のように、２つの部屋があって、その間を分子が行ったり来たりする場合の分子の拡散をシミュレートします。

分子の拡散

交換

操作方法

交換ボタン：各分子を30％の確率で別の部屋に移動します。

解説

これは分子が拡散していく様子のシミュレーションです。最初は片方の部屋に分子が集中していますが、ボタンを押していくうちに両方共同じくらいの分子数になります。ちょうど水の入ったバケツに絵の具を溶かしたようなものです。ここではバケツではなく二つの部屋ですが、理屈は同じです。各分子がランダムに別の場所に行こうとすれば、時間が経てば分子は広がるのです。

ボタンを押すと、それぞれの分子は30%の確率で別の部屋に移動します。確率的なので、全く分子が移動しないということもありえます（1/100で当たるくじを100回やって一回も当たらないことがあるのと同じです）。しかし長い目で見れば傾向があり、分子は両方の部屋に同じくらいの数存在することになります。これはとても単純な話です。分子の多い部屋からはたくさんの分子が出ていき、少ない部屋からはあまり出ていかないため、全体的に見れば多い部屋から少ない部屋へ分子が移動しているのと同じになるのです。

このシミュレーションでは、分子はキレイに整列していますが、それはただの模式図だからです。現実の分子は部屋の中をビリヤードのようにランダムに動き回っていて、はじき出された分子が別の部屋に移動します。