Виконт Илья Романович Пригожин ( / p r ɪ ˈ ɡ oʊ ʒ iː n / ; русский : Илья́ Рома́нович Приго́жин ; 25 января [ OS 12 января] 1917 — 28 мая 2003) — бельгийский физико-химик русско -еврейского происхождения, известный своими работы по диссипативным структурам , сложным системам и необратимости .
Работа Пригожина, в частности, принесла ему Нобелевскую премию по химии 1977 года , а также премию Франки в 1955 году и медаль Рамфорда в 1976 году.
Пригожин родился в Москве за несколько месяцев до Октябрьской революции 1917 года в еврейской семье. [1] Его отец, Рувим (Роман) Абрамович Пригожин, был инженером-химиком , учился в Императорском Московском техническом училище и владел мыловаренным заводом; его мать, Юлия Вихман, была пианисткой, посещавшей Московскую консерваторию . В 1921 году, когда фабрика была национализирована новым советским режимом и чувство незащищенности возросло на фоне гражданской войны , семья покинула Россию. После непродолжительного пребывания в Литве они отправились в Германию и поселились в Берлине ; Спустя 8 лет из-за плохой экономической ситуации и ползучего появления нацизма они переехали в Брюссель , где Пригожин в 1949 году получил бельгийское гражданство. Его брат Александр (1913–1991) стал орнитологом. [2]
Подростком Пригожин интересовался музыкой, историей и археологией. В 1935 году он окончил Афину д'Иксель по специальности греческий и латынь. Родители посоветовали ему стать юристом, и сначала он поступил на юридический факультет Свободного университета Брюсселя . В то время у него появился интерес к психологии и изучению поведения ; в свою очередь, чтение об этих предметах вызвало интерес к химии , поскольку химические процессы влияют на разум и тело; это также вызвало более фундаментальный интерес к физике , поскольку они объясняют химию. В итоге он бросил юридический факультет. [3]
Впоследствии Пригожин одновременно поступил на факультет химии и физики в Свободный университет Брюсселя , чего он добился с «необычайным успехом»; он получил эквивалент степени магистра по обеим дисциплинам в 1939 году и доктора философии по химии в 1941 году под руководством Теофиля де Дондера . [3] [4]
Свою исследовательскую карьеру он начал во время немецкой оккупации Бельгии . С 1940 года он читал студентам тайные лекции. В 1941 году университет официально закрылся в знак протеста против принудительного назначения оккупантами фламандских профессоров пронацистского Нового порядка ; [5] он продолжал читать тайные лекции до освобождения Бельгии в 1944 году. За это время он также опубликовал 21 статью. В 1943 году Пригожин и его будущая жена Элен Жофе были арестованы немцами; после многочисленных вмешательств, в том числе со стороны королевы Елизаветы , через пару недель они были освобождены. [3]
В 1951 году он стал профессором своей альма-матер; в 34 года он был самым молодым профессором научного факультета Брюсселя. [3] В 1959 году он был назначен директором Международного института Сольвея в Брюсселе, Бельгия. В том же году он также начал преподавать в Техасском университете в Остине в США , где позже был назначен регентским профессором и профессором физики и химической инженерии Эшбела Смита. С 1961 по 1966 год он работал в Институте Энрико Ферми при Чикагском университете и был приглашенным профессором в Северо-Западном университете . [6] [7] В Остине в 1967 году он стал соучредителем Центра термодинамики и статистической механики, ныне Центра сложных квантовых систем . [8] В том же году он также вернулся в Бельгию, где стал директором Центра статистической механики и термодинамики.
Он был членом множества научных организаций, получил множество наград, премий и 53 почетных степени. В 1955 году Пригожину была присуждена премия Франки в области точных наук. За исследования в области необратимой термодинамики он получил медаль Рамфорда в 1976 году, а в 1977 году — Нобелевскую премию по химии «за вклад в неравновесную термодинамику, особенно в теорию диссипативных структур ». В 1989 году король Бельгии удостоил его титула виконта бельгийского дворянства . До своей смерти он был президентом Международной академии наук в Мюнхене, а в 1997 году был одним из основателей Международной комиссии по дистанционному образованию (CODE), всемирного агентства по аккредитации. [9] [10] Пригожин получил степень почетного доктора Университета Хериот-Ватт в 1985 году [11], а в 1998 году он был удостоен звания почетного доктора УНАМ в Мехико .
Пригожин впервые был женат на бельгийской поэтессе Элен Жофе (как писательница, также известная как Элен Пригожин), и в 1945 году у них родился сын Ив. После развода в 1961 году он женился на химике польского происхождения Марии Прокопович (также известной как Мария Пригожина). В 1970 году у них родился сын Паскаль. [12]
В 2003 году он был одним из 22 лауреатов Нобелевской премии, подписавших Гуманистический манифест . [13]
Пригожин определил диссипативные структуры и их роль в термодинамических системах, далеких от равновесия , и это открытие принесло ему Нобелевскую премию по химии в 1977 году. Таким образом, Илья Пригожин обнаружил, что импорт и диссипация энергии в химических системах может привести к появлению новых структур. (отсюда и диссипативные структуры) вследствие внутренней самореорганизации. [14] В своем тексте 1955 года Пригожин провел связь между диссипативными структурами, неустойчивостью Рэлея-Бенара и механизмом Тьюринга . [15]
Теория диссипативной структуры привела к новаторским исследованиям самоорганизующихся систем , а также к философским исследованиям формирования сложности биологических объектов и поискам творческой и необратимой роли времени в естественных науках .
Вместе с профессором Робертом Херманом он также разработал основу модели двух жидкостей , модели дорожного движения в дорожной инженерии для городских сетей, аналогичной модели двух жидкостей в классической статистической механике.
Формальная концепция самоорганизации Пригожина использовалась также как «дополнительный мост» между общей теорией систем и термодинамикой , примиряя неясность некоторых важных концепций теории систем [ каких? ] с научной строгостью. [ нужна цитата ]
В последние годы его работы были сосредоточены на фундаментальной роли индетерминизма в нелинейных системах как на классическом , так и на квантовом уровне. Пригожин и его коллеги предложили расширение квантовой механики в пространстве Лиувилля . Пространство Лиувилля — это векторное пространство , образованное набором (самосопряженных) линейных операторов , снабженных скалярным произведением, которые действуют в гильбертовом пространстве . [16] Существует отображение каждого линейного оператора в пространство Лиувилля, однако не каждый самосопряженный оператор пространства Лиувилля имеет аналог в гильбертовом пространстве, и в этом смысле пространство Лиувилля имеет более богатую структуру, чем гильбертово пространство. [17] Предложение Пригожина и его коллег о расширении пространства Лиувилля было направлено на решение проблемы стрелы времени в термодинамике и проблемы измерения в квантовой механике. [18]
Пригожин вместе с Изабель Стенгерс является соавтором нескольких книг , в том числе «Конец определенности» и «Новый альянс» ( «Порядок из хаоса» ).
В своей книге 1996 года «La Fin des certitudes» , написанной в сотрудничестве с Изабель Стенгерс и опубликованной на английском языке в 1997 году под названием « Конец определенности: время, хаос и новые законы природы» , Пригожин утверждает, что детерминизм больше не является жизнеспособным научным убеждением. : «Чем больше мы знаем о нашей Вселенной, тем труднее становится верить в детерминизм». Это серьезное отклонение от подхода Ньютона , Эйнштейна и Шредингера , которые выражали свои теории в терминах детерминированных уравнений. По мнению Пригожина, детерминизм теряет свою объяснительную силу перед лицом необратимости и нестабильности .
Пригожин возводит спор о детерминизме к Дарвину , чья попытка объяснить индивидуальную изменчивость в соответствии с развивающимися популяциями вдохновила Людвига Больцмана объяснить поведение газов с точки зрения популяций частиц, а не отдельных частиц. [19] Это привело к развитию статистической механики и пониманию того, что в газах происходят необратимые процессы . В детерминистской физике все процессы обратимы во времени, то есть они могут протекать во времени как назад, так и вперед. Как объясняет Пригожин, детерминизм — это, по сути, отрицание стрелы времени . Без стрелы времени больше не существует привилегированного момента, известного как «настоящее», который следует за определенным «прошлым» и предшествует неопределенному «будущему». Все время просто дано, а будущее так же детерминировано или так же неопределенно, как и прошлое. Благодаря необратимости стрела времени вновь возвращается в физику. Пригожин отмечает многочисленные примеры необратимости, включая диффузию , радиоактивный распад , солнечную радиацию , погоду , а также возникновение и эволюцию жизни . Подобно погодным системам, организмы являются нестабильными системами, существующими вдали от термодинамического равновесия . Нестабильность не поддается стандартному детерминистскому объяснению. Вместо этого из-за чувствительности к начальным условиям нестабильные системы можно объяснить только статистически, то есть с точки зрения вероятности .
Пригожин утверждает, что ньютоновская физика теперь была «расширена» трижды: сначала с введением пространства-времени в общую теорию относительности , затем с использованием волновой функции в квантовой механике и, наконец, с признанием индетерминизма в исследовании неустойчивых систем ( теория хаоса ).
Премия Ильи Пригожина в области термодинамики была учреждена в 2001 году и находилась под патронажем самого Ильи Пригожина до его смерти в 2003 году. Она вручается раз в два года во время Объединенной европейской конференции по термодинамике (JETC) и рассматривает все области термодинамики (прикладную, теоретическую и экспериментальная, а также квантовая термодинамика и классическая термодинамика).
