本論の最終目的は「熱運動から利用可能なエネルギーを取り出す装置は実現可能」を示すことだった。 なのに、これまでの様々な試みはことごとく失敗し、その度に得られる結論は「やはり熱統計力学は正しい。どう転んでも永久機関は不可能」というものであった。 しかし、失敗は成功の元。 これまでの試行錯誤から得られた知識によって、我々は答のすぐ近くにまで来ているのである。 本節では、いよいよ実現可能な悪魔の装置について触れよう。

私が編み出した実現可能な悪魔の装置は、これまでの試行錯誤の集大成のようなものだ。

以上が”悪魔の装置第一号”の概要だ。 上の説明で不十分な点は後ほど詰めることにして、まず全体を眺めた印象から始めよう。

正直にいって、私がこれを考案したときも「今までの試行錯誤と同様、きっとどこかが間違っているはずだ」と考えた。 前節の”分子ねずみ取り”と大差ない。 一体どこが違うのか。
まず第一に、分子を捕えたら”間髪を入れずに”仕事を取り出す、という点が違う。 これは「分子に逃げ出す隙を与えず、捕えた直後１００％確実な状態で仕事を取り出してしまおう」というもくろみである。
次に、信号の経路が閉ざされている点が違う。 これで信号に関する限り熱ゆらぎの心配をしなくても済む。 実はこの装置、”分子ねずみ取り”の弱点を何とか補おうとした苦し紛れのものだったのである。 ところが、この苦し紛れの改良が予想以上の成果をもたらすことになったのである。

この装置がいままでの試行錯誤の数々と違うのは、始めて”逆転テスト”にパスしたことだ。 第二種永久機関の間違いを見破る常套手段は「逆転の発想〜逆向きに動かしてみる」であった。 この逆転テストでは、同時に２つの事柄をチェックしている。 １つめは「装置が順方向に動くだけではなく逆方向にも動き得ることを見落としていないか」という点。 もう１つは「因果律を満たしているか、即ち、１つの初期状態が必ず１つの結果に対応しているかどうか」という点だ。 上の装置を逆に動かしてみよう。 上では分子運動から仕事を取り出していた所を、今度は逆に分子運動をわずかに上回る力でピストンを押し戻してみる。 するとどうなるか、

以上の様に、この装置は全て可逆過程の組み合わせから成っているのである。 従って、分子運動をわずかに上回る力でピストンを押せば、押した仕事−＞熱という変換を行ない、反対に分子運動よりわずかに小さい負荷をピストンにかければ、熱−＞仕事という変換をやってのける。 極端な場合、負荷を０にすれば装置は何の滞りもなく順方向に空回りするであろう。 負荷０なら装置は外界から熱を吸収もしなければ、仕事を産み出しもしない。 この状態は、例えば摩擦がなく外界と接してもいない車輪が一方の向きに回転し続けているのに似た状況である。 永久運動であって永久機関ではない。 ここで、ピストンがほぼ確実に順方向に動くように小さな負荷をかければ、取り出す仕事は少さくなるが、装置の動く向きは高い確率で順方向となるだろう。 一回に取り出す仕事の量＝ピストンへの負荷を小さくすればするほど、装置が順方向に動く確率が上がり、その極限として負荷０で順方向の確率１００％となる。 逆に負荷を大きくしていくと逆方向の確率が上がり、ある点で５０％を越え、その後、負荷無限大で逆方向確率１００％に漸近する。 つまり、この装置は確率的に見ても順方向に動くのである。

「逆転テスト」の第一のポイント「逆方向にも動き得ることを見落としていないか」はパスしたので、次は第二のポイント「因果律、１つの初期状態が１つの結果に対応しているかどうか」をチェックしよう。 装置を構成する個々の要素は可逆過程で、どこをとっても１つの原因：１つの結果を満たしている。 しかし、装置は外界から熱＝ランダムな運動を取り入れているのだから、装置の原因となる状態〜初期状態は１つではないはずだ。 にもかかわらず結果である、取り出される仕事の状態は１つだけとなっている。 これはつじつまが合わない、やはりこの装置のどこかがおかしいのだろうか・・・実は、ここにこそ悪魔の装置の核心となる答がある。 （この答が解った！という人は、もうここから先を読む必要はない程の重要概念だ。） この悪魔の装置の核心部分は、最終的な結論として後の章にとっておこう。