前節で挙げた”悪魔の装置第二号”の詳細を検討しよう。 ここで述べる内容は、第２章「悪魔の装置第一号の詳細」にかなり類似している。

第一号で定義した「信号」「経路」「ゲート」「ハンドル」は、ここでも用いられる。 「ゲート」とは、外界の物理的条件によって信号の流れを制御する装置のこと。 「ハンドル」とは、信号の流れによって外界の物理的対象を操作する装置のこと。 いずれも本論だけの特別な呼び方である。 詳しくは第２章「悪魔の装置第一号の詳細、構成要素」を参照のこと。 これらの構成要素を応用して、ここではさらにもう１つの要素をつけ加えよう。

＊：分岐ゲート
特定の物理的条件に従って、信号の経路を切り替える装置のこと。 例えばある分岐ゲートは１つの経路Ｘの先を、物理的条件がａの場合には経路Ａと接続し、物理的条件がａ以外の場合には経路Ｂと接続する。 分岐ゲートを逆向きに用いることによって、複数の経路を１つに合わせることができる。 例えば、物理的条件がａのとき経路Ａから来た信号と、物理的条件がａ以外の場合に経路Ｂから来た信号は、分岐ゲートによって同一の経路Ｘに導くことができる。 これ以外の場合、例えば物理的条件がａのとき経路Ｂから来た信号は、分岐ゲートで反射してもときた経路Ｂを戻るものとする。

装置の挙動を追って、必要とされる構成要素をあてがってゆこう。

まず、複数の箱の中のどれか１つ気体分子が入っている状況を想定する。 １つの箱を取り出し、その中に分子が入っていれば経路Ａへ、入っていなければ経路Ｂへと信号を導くような分岐ゲートを置く。 この分岐ゲートを、以下「プローブゲート」と呼ぼう。 経路Ａに入った信号は、続いて以下２つの動作を行う。
　・箱を全てつなげて１つにする。
　・ピストンを配置して気体分子から仕事を取り出す。
これらを実行するために、２つのハンドルが必要となる。 それぞれ「箱接続ハンドル」と「ピストン移動ハンドル」とする。 経路Ａを通った信号と、経路Ｂを通った信号はどこかで合流する必要がある。 この合流を行う分岐ゲート（分岐ゲートを逆向きに配置したもの）を「マージゲート」と呼ぶことにする。 マージゲートによって２つの経路ＡとＢは１つの経路Ｘへと導かれる。 マージゲートを制御する物理的条件は、ピストンの位置に依るのが妥当であろう。 ピストンが圧縮された状態にごく近い場合、マージゲートは経路Ａと経路Ｘを接続し、それ以外の場合は経路Ｂと経路Ｘを接続する。

こうすれば、経路Ａを通った信号がピストンを圧縮位置に移動した直後にだけ、経路Ｘに入る逃げ道が開くことになる。 経路Ａ軽油で経路Ｘに入った信号は、その後
　・ピストンが仕事を取り出し終えるのを待つ。
　・１つにつながった箱を元の複数の箱に戻す。
といった２つの動作を行う。 仕事を取り出し終えるのを待つために、経路Ｘの先には１つのゲートを置く必要がある。 このゲートを「リカバーゲート」と呼ぶことにする。 リカバーゲートは、仕事を取り出し終えたピストンが膨張位置に達したときだけ開くように配置する。 リカバーゲートの直後に、１つにつながった箱を元の複数の箱に戻すための処理、「箱分断ハンドル」を配置する。 「箱分断ハンドル」は、先の「箱接続ハンドル」のちょうど逆である。 箱接続ハンドルを逆の向きに信号が通過すれば、それは箱分断ハンドルとして機能する。 次に経路Ｂのことを考えると、経路Ｂの上にも「箱接続ハンドル２」と「ピストン移動ハンドル２」、「リカバーゲート２」が必要なことに気付く。 経路Ｂを通過したときも、経路Ａと同様に箱を接続しておかないと、後で経路Ｘから出るときに箱を分断することができない。 ピストン移動ハンドル２も同様の理由による。 経路Ａ上に置かれたピストン移動ハンドルがピストンを圧縮位置に置くのに対し、経路Ｂ上のピストン移動ハンドル２はピストンを膨張位置に置く。 信号が経路Ｂの上を逆向きに走ったときでもピストンが必ず膨張位置にあることを保証するため、経路Ｂ上にはリカバーゲート２が必要となる。 リカバーゲート２は、ピストンが膨張位置にあったときだけ開く。 経路Ｘからリカバーゲートを抜けた信号は、再び最初のプローブゲートの入口に戻って、箱の中身の調査を開始する。 当初の「箱を１個ずつ順番に調べる」というアイデアからすると、「箱を１個だけ順送りして次に移動する」という処理が必要と思われるかもしれない。 しかし、この順送りは意味を成さない不要な処理である。 なぜなら、箱をつなげて１つにした時点で分子はどこに飛んでゆくのか分からなくなるので、次に調べる範囲（箱）はどこでも同じだからである。

＊＊＊以上の様子を図示してみよう＊＊＊

以上で考えた経路上で、信号が順方向、逆方向に回る確率をそれぞれ見積もってみたい。 もし順、逆の確率が全く同等であれば、全体としてこの装置は意味を成さないことになる。 もし順、逆の確率に差異があれば、この装置は分子の熱運動から有意なエネルギーを取り出せることになる。 ここでは経路上の２つの状態間の遷移確率を調べることにしよう。 信号が箱の中の分子を調べる直前にあるときを「状態０」とする。 信号が「マージゲート」と「リカバーゲート」の間にあって、気体分子がピストンを押している（あるいはピストンに押されている）状態を「状態Ｘ」とする。 この２つの状態、０とＸを結ぶ経路は３本ある。 箱の中に分子が見いだされ、信号が経路Ａを通ってピストンを移動した後に状態Ｘとなる経路「ルートＡ」。 箱の中に分子が見いだされず、信号か経路Ｂを通って何もせずに状態Ｘとなる経路「ルートＢ」。 信号が箱を調べるのとは逆の方向に走り、リカバーゲートから状態Ｘとなる「ルートＲ」。 この３本のルートについて、それぞれ順方向（状態０ -> Ｘ）と、逆方向（状態Ｘ -> Ｏ）の確率を調べてみよう。

ここで S は Pr（ルートＡ）＋ Pr（ルートＢ）+ Pr（ルートＲ）の値を１に規格化する定数で、

といった値をとる。

ピストンが押し戻される確率と伸びきる確率は次の様にして求めた。

仕事を100%準静的に取り出した場合、力がつりあっているのでどこが有利ということもない。 このとき

となる。 これは上の式でΔW = ０の場合に相当する。
ΔW = ０として状態Ｘ -> Ｏ：を見直すと次の様になる。 この場合は S = N/2 であり、上の状態０ -> Ｘ：と全く同じ値を取る。 つまりΔW = ０のときは状態Ｘ -> Ｏ：と状態０ -> Ｘ：は完全に等しくなり、順、逆方向のどちらかが一方的に優先されることはない。
ΔW ＞ ０のときは、ΔW = ０ のときに比べて Pr（ルートＡ~）が小さくなり、Pr（ルートＢ~）と Pr（ルートＲ~）が大きくなる。 つまりΔW ＞ ０のとき、信号がルートＡから入ってルートＢ、又はルートＲから抜ける確率が大きくなる。 信号がより高い確率でルートＡに入るということは、分子がピストンを押して熱運動を仕事に変える確率が高い、ということである。

以上は式を追わずとも、ある程度まで推し量ることができるだろう。 仮に、この装置が常に釣り合いの状態を維持し、熱運動＝ピストンにかかる外力であったとしよう。 このとき装置は常に順方向と逆方向が釣り合っているのだから、どちらか一方向だけが優位にはならない。 次に、ピストンにかかる外力を少なくして、気体が部屋いっぱいに広がる向きの方が優勢だったとする。 すると、気体を圧縮状態に戻す確率、即ちルートＡの逆は起こりにくく、気体を膨張する確率、即ちルートＲの逆は起こりやすくなる。 つまり、気体が膨張するのが自然な傾向だとするならば、その分だけ熱を仕事に変換できることになるのである。

装置の詳細を追ってみると、まるで手品の様に熱運動が有効なエネルギーに変換されたように感じられるかもしれない。 しかし、この装置の最も重要な原理は複雑なゲート構成や確率の評価に潜んでいるのではない。 次にエネルギーが取り出されるまでの時間の長さが不定なこと、これが最大の鍵である。
可逆コンピュータから考察を進め、コンピュータと類似の装置にはデータのゴミを捨て去る仕組みが必要なことが分かった。 しかし、ここで考えた装置には履歴テープもクロックも無い。 装置から取り出されるエネルギー自身がデータのゴミを捨て去る働きを担っているのである。 装置内で「リカバーゲート」と呼んだ部分、２つの経路Ａ、Ｂの合流点がデータのゴミを破棄している部分に相当する。 リカバーゲートでは、気体分子がピストンを押す力＝装置から取り出されるエネルギーを用いて経路の合流を実現している。 なぜエネルギーを稼ぎ出し、なおかつデータのゴミを捨て去ることが可能なのか。 それは装置の１周期の長さ、一度エネルギーを取り出してから次回にエネルギーを取り出すまでの時間の間隔が不定なためである。 仮に、装置の周期に要した時間を何かに記録しておいたとすれば、その時間についての記録こそが履歴テープと同じ意味を持つ。 装置から得られたエネルギーと、履歴テープ作成に要するエネルギー、つまり時間の長さを記録するのに要するエネルギーは等しくなる。 ところが、この装置では内部には一切記録を残さない。 ただ、取り入れた熱運動と、取り出されたエネルギーの関係にのみ記録は残されている。 つまり「エネルギーの取り出された時刻＝履歴の記録そのもの」なのだ。 それゆえ装置自身は破綻せずに、熱運動を有効なエネルギーに変換することが可能となるのである。