生物分子機器是與麥克斯韋機器相似并且似乎具有相同性質的生物大分子。這些大分子收集信息以識別它們在細胞內或細胞外質中漂浮的無數其他分子中的底物或配體。這種分子識別代表了一種信息增益，它相當于能量增益或熵減少。當機器被重置時，即當配體被釋放時，信息被抹去，能量消散，熵增加，遵循熱力學第二定律。生物分子機器與麥克斯韋機器思想實驗的區別在于后者明顯違反了第二定律。

分子機器主要在兩種構象之間轉換。xxx種或基本狀態，在誘導擬合后識別和結合配體或底物后，會發生構象變化，導致第二種準穩定狀態：蛋白質-配體復合物。為了將蛋白質重置為其原始的基本狀態，它需要ATP。當ATP被消耗或水解時，配體被釋放，機器再次獲得恢復其基本狀態的信息。循環可能會重新開始。

熱力學第二定律是統計定律。因此，有時，單個分子可能不遵守法律。所有的分子都受到分子風暴的影響，即分子在細胞質和細胞外液中的隨機運動。分子機器，無論是生物的還是人造的，都被隨機的熱運動不斷地推向一個有時違反定律的方向。當這種情況發生時，可以防止大分子從它所做的運動中滑回或它經歷的構象變化回到原來的狀態，就像分子機器的情況一樣，分子就像一個棘輪一樣工作；例如，可以觀察到離子或其他分子在細胞膜上的梯度產生，運動蛋白沿著絲蛋白的運動或酶促反應產物的積累。甚至一些人造分子機器和實驗也能夠形成明顯違反熱力學第二定律的棘輪。所有這些分子機器都必須重置到它們的原始狀態，消耗外部能量，然后以熱量的形式消散。因此，熵增加的最后一步是不可逆的。如果機器是可逆的，就不會做任何工作。所有這些分子機器都必須重置到它們的原始狀態，消耗外部能量，然后以熱量的形式消散。因此，熵增加的最后一步是不可逆的。如果機器是可逆的，就不會做任何工作。所有這些分子機器都必須重置到它們的原始狀態，消耗外部能量，然后以熱量的形式消散。因此，熵增加的最后一步是不可逆的。如果機器是可逆的，就不會做任何工作。

人造棘輪的一個例子是Serreli等人的工作。（2007年）。塞雷利等人。構建了一種納米機器，一種輪烷，它由一個環形分子組成，沿著一個微小的分子軸在兩個不同的相等隔間A和B之間移動。分子的正常、隨機運動使環來回移動。由于環自由移動，一半的輪烷在位置B有環，另一半在位置A。但Serreli等人使用的系統。在輪烷分子上有一個化學門，軸包含兩個粘性部分，一個在門的兩側。當戒指靠近時，這扇門就會打開。B中的粘性部分靠近門，環比從A到B更容易通過A。它們分別獲得了A和B70:50的平衡偏差，有點像麥克斯韋的機器。

蘭道爾說，信息是物理的。他的原理為經典和量子信息處理設定了基本的熱力學約束。人們致力于將信息納入熱力學并測量操縱信息的熵和能量成本。獲取信息，減少具有能量成本的熵。這種能量必須從環境中收集。Landauer建立了一位信息與熵的等價性，用kTln2表示，其中k是玻爾茲曼常數，T是室溫。這個界限稱為朗道爾極限。相反，擦除能量會增加熵。Toyabe等人。（2010）能夠通過實驗證明信息可以轉化為自由能。這是一個非常優雅的實驗，由一個螺旋樓梯狀電位上的微觀粒子組成。該臺階具有對應于kBT的高度，其中kB是玻爾茲曼常數，T是溫度。由于隨機的熱運動，粒子在步驟之間跳躍。由于跟隨梯度的向下跳躍比向上跳躍更頻繁，因此粒子平均從樓梯上掉下來。但是當觀察到向上跳躍時，會在粒子后面放置一個塊以防止它下落，就像在棘輪中一樣。這樣它應該爬樓梯。信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：該臺階具有對應于kBT的高度，其中kB是玻爾茲曼常數，T是溫度。由于隨機的熱運動，粒子在步驟之間跳躍。由于跟隨梯度的向下跳躍比向上跳躍更頻繁，因此粒子平均從樓梯上掉下來。但是當觀察到向上跳躍時，會在粒子后面放置一個塊以防止它下落，就像在棘輪中一樣。這樣它應該爬樓梯。信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：該臺階具有對應于kBT的高度，其中kB是玻爾茲曼常數，T是溫度。由于隨機的熱運動，粒子在步驟之間跳躍。由于跟隨梯度的向下跳躍比向上跳躍更頻繁，因此粒子平均從樓梯上掉下來。但是當觀察到向上跳躍時，會在粒子后面放置一個塊以防止它下落，就像在棘輪中一樣。這樣它應該爬樓梯。信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：由于跟隨梯度的向下跳躍比向上跳躍更頻繁，因此粒子平均從樓梯上掉下來。

但是當觀察到向上跳躍時，會在粒子后面放置一個塊以防止它下落，就像在棘輪中一樣。這樣它應該爬樓梯。信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：由于跟隨梯度的向下跳躍比向上跳躍更頻繁，因此粒子平均從樓梯上掉下來。但是當觀察到向上跳躍時，會在粒子后面放置一個塊以防止它下落，就像在棘輪中一樣。這樣它應該爬樓梯。信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：信息是通過測量粒子的位置來獲得的，這相當于能量的增加，即熵的減少。他們為第二定律使用了一個廣義方程，其中包含一個信息變量：?ΔF?W?≤kBTIΔF是狀態間的自由能，W是對系統所做的功，kB是玻爾茲曼常數，T是溫度，I是測量得到的互信息量。括號表示能量是平均值。他們可以將相當于一位信息的信息轉換為0.28kTln2的能量，或者換句話說，他們可以利用超過四分之一的信息能量內容。

在他的《機會與必然性》一書中，雅克·莫諾描述了蛋白質和其他分子的功能，這些分子能夠通過“選擇性辨別”識別底物或配體或其他分子。在描述這些分子時，他引入了“認知”功能這一術語，麥克斯韋將認知功能歸于他的機器。WernerLoewenstein更進一步，將這些分子簡稱為“分子機器”。以這種方式命名生物分子機器可以更容易地理解這些分子與麥克斯韋機器之間的相似之處。由于這種真正的區別性（如果不是“認知”）特性，雅克·莫諾（JacquesMonod）將目的論功能歸因于這些生物復合物。Teleonomy意味著有方向的、連貫的和建設性的活動。因此，蛋白質必須被認為是所有生物的目的基因表現中必不可少的分子試劑。