ПРИГОЖИН Илья Романович (1917-2003)

ПРИГОЖИН Илья Романович (1917-2003)
ПРИГОЖИН (Prigogine) Илья Романович (1917-2003), бельгийский физик и физикохимик, один из основоположников термодинамики неравновесных процессов, иностранный член РАН (1991; иностранный член АН СССР с 1982). Родился в России. Доказал теорему, названа его именем. Нобелевская премия (1977). * * * ПРИГОЖИН Илья Романович (25 января 1917, Москва - 28 мая 2003, Брюссель), бельгийский физик и физикохимик, лауреат Нобелевской премии по химии 1977 "за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур". В Бельгию был привезен родителями из России в раннем детстве. Термодинамика необратимых процессов. Яркий представитель брюссельской школы термодинамики необратимых процессов, основанной Теофилом де Донде, Пригожин со студенческих лет принял активное участие в создании термодинамики необратимых процессов. В 1947 он ввел понятие производства энтропии и по-новому сформулировал второе начало термодинамики, распространив его на так называемые открытые системы, обменивающиеся с внешней средой веществом и энергией. В 1947 показал,что в стационарном состоянии при фиксированных внешних параметрах скорость производства энтропии в термодинамической системе минимальна и что для необратимых процессов скорость производства энтропии в открытой системе стремится к минимуму. В 1959-69 вывел соотношения взаимности Л. Онсагера из кинетических уравнений и термодинамические соотношения для неравновесного газа. Брюсселятор и диссипативные структуры. С 1962 И. Пригожин возглавляет Международные Институты Сольве химии и физики в Брюсселе, а с 1967 — Центр статистической механики и термодинамики Техасского университета в Остине, где создал школу неравновесной нелинейной физики. После открытия Б. П. Белоусовым периодической химической реакции, протекающей в одной фазе Пригожин и его сотрудники предложили одну из наиболее эффективных математических моделей колебательных гомогенных реакций — так называемый брюсселятор (от "Брюсселя" и "осциллятора"), представляющую собой частный случай модели Тьюринга (с кубической нелинейностью). Брюсселятор стал основой описания диссипативных структур — образований, возникающих в нелинейных неравновесных открытых системах различной природы — химической (периодические реакции, ведущие центры, спирали), биологической (биологические часы), физической (диссипативные структуры в твердых телах), экономической (колебания курса на бирже) и т.д. "Стрела времени". Обостренный интерес к проблеме однонаправленности ("стрелы") времени приводит Пригожина к новой интерпретации необратимости. Согласно традиционным представлениям, необратимость возникает не на фундаментальном уровне (где все элементарные процессы описываются обратимыми уравнениями Ньютона), а позднее — при усреднениях или учете краевых и начальных условий. По мнению Пригожина, необратимость возникает на фундаментальном уровне вследствие конечной разрешающей способности прибора, с помощью которого производится наблюдение. Ни человеческий глаз, ни самый точный прибор не могут видеть траекторию — геометрическую линию "без толщины", а различают лишь более или менее тонкие трубки. Все же, что находится внутри таких трубок, становится неразличимым, что и порождает необратимость. Илья Пригожин не только директор Институтов Сольве в Брюсселе и Центра в Остине, но и неформальный лидер этих небольших, но весьма эффективных научных коллективов, их главный генератор идей. Ю. А. Данилов. * * * ПРИГОЖИН Илья (25 января 1917 г. - 28 мая 2003 г.). Нобелевская премия по химии, 1977 г. Бельгийский химик Илья Пригожин родился в Москве в канун русской революции. У его родителей – инженера-химика Романа Пригожина и музыканта Юлии (Вишман) Пригожиной – был еще один сын. Благодаря стараниям матери Илья с детства играл на пианино. Ноты, как она позднее вспоминала, П. научился читать раньше, чем слова. В 1921 г. семья Пригожиных эмигрировала из России. Сначала они жили в Литве и Германии, а с 1929 г. поселились в Бельгии. Годы переездов, по словам П., породили у него "острую восприимчивость к переменам": "Начав изучать физику и химию, я был поражен тем, что исчез фактор времени". П. интересовался историей и философией. Будущее же свое он связывал с профессией концертирующего пианиста. Начальное и среднее образование П. получил в школах Берлина и Брюсселя, а затем изучал химию в Свободном университете в Брюсселе, где его особенно привлекала термодинамика – наука, связанная с тепловой и другими формами энергии. Став здесь же в 1943 г. бакалавром естественных наук, П. написал диссертацию о значении времени и превращения в термодинамических системах, за которую два года спустя был удостоен докторской степени. В 1947 г. он был назначен профессором физической химии в Свободном университете, а в 1962 стал директором Солвеевского международного института физики и химии в Брюсселе. Принципы термодинамики были сформулированы в середине XIX в., после изобретения паровой машины, когда взаимодействие тепловой, электрической и механической работы привлекло к себе значительный интерес. Согласно одной из версий первого начала термодинамики, представляющего собой принцип сохранения энергии, в любой закрытой системе энергия не исчезает и не возникает, а переходит из одной формы в другую. Второе начало термодинамики (принцип энтропии) описывает тенденцию систем переходить из состояния большего к состоянию меньшего порядка. Энтропия – это мера беспорядочности, или разупорядоченности, системы. Чем больше разупорядоченность, тем выше энтропия. В XIX в. американский математик и физик Джозайя Уиллард Гиббс разработал теорию статистической термодинамики для обратимых систем в условии равновесия. Теофил де Дондер, профессор П. в Свободном университете и основатель Брюссельской школы термодинамики, сформулировал теорию неравновесных необратимых систем. Примером обратимого равновесия может служить таяние кусочка льда при температуре, которая лишь слегка превышает температуру замерзания воды. Энтропия этого кусочка льда повышается по мере того, как кристаллы льда на его поверхности тают, превращаясь в воду. Одновременно энтропия пленки воды на поверхности льда понижается, поскольку тепло из нее забирается на таяние льда. Этот процесс можно сделать обратимым, понизив температуру системы до точки замерзания воды: вода на поверхности кристаллизуется, и энтропия льда понижается, а энтропия пленки воды повышается. В каждом процессе (таяния и замерзания) при температуре замерзания воды или близкой к ней общая энтропия системы остается неизменной. Примером необратимой неравновесной системы может служить таяние кубика льда в стакане с водой при комнатной температуре. Энтропия кубика льда повышается до тех пор, пока не растают все кристаллы. По мере того как тепло поглощается сначала из всего объема воды в стакане, а затем из окружающего воздуха, энтропия всей системы возрастает. П. больше всего интересовали в термодинамике неравновесные специфически открытые системы, в которых либо материя, либо энергия, либо и то и другое обмениваются с внешней средой в реакциях. При этом количество материи и энергии либо количество материи или количество энергии со временем увеличивается или уменьшается. Чтобы объяснить поведение систем, далеких от равновесия, П. сформулировал теорию диссипативных структур. Считая, что неравновесность может служить источником организации и порядка, он представил диссипативные структуры в терминах математической модели с зависимыми от времени нелинейными функциями, которые описывают способность систем обмениваться материей и энергией с внешней средой и спонтанно себя рестабилизировать. Ставший теперь классическим пример диссипативной структуры в физической химии известен как нестабильность Бенарда. Такая структура возникает, когда слои легкоподвижной жидкой среды подогреваются снизу. При достаточно высоких температурных градиентах тепло передается через эту среду, как обычно, и большое число молекул в жидкости образуют специфические геометрические формы, напоминающие живые клетки. Скоро стало очевидно, что человеческое общество так же, как и биологическая среда, являет собой пример диссипативных и недиссипативных структур. В 1952 г. английский математик Алан М. Тьюринг первым предположил, что термодинамические нестабильности типа тех, какие были выдвинуты П. и его коллегами, характерны для самоорганизующихся систем. В 60-е и 70-е гг. П. развил созданную им теорию диссипативных структур и описал образование и развитие эмбрионов. Критические точки раздвоения в его математической модели соотносятся с точкой, в которой биологическая система в хаосе становится последовательной и стабилизированной. П. предположил, что его теории и математические модели систем, которые зависят от времени, могут быть применимы к эволюционным и социальным схемам, характеристикам автогужевого транспорта и политике в отношении использования природных ресурсов, а также к таким областям, как рост населения, метеорология и астрономия. В 1967 г. П. был назначен директором Центра статистической механики и термодинамики Ильи Пригожина, который он основал при Техасском университете в Остине. С тех пор он работает одновременно и в Брюсселе, и в Остине. В 1977 г. П. была присуждена Нобелевская премия по химии "за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур". "Исследования П. в области термодинамики необратимых процессов коренным образом преобразовали и оживили эту науку",– сказал Стиг Классон в своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук. Эта работа открыла для термодинамики "новые связи и создала теории, устраняющие разрывы между химическим, биологическим и социальным полями научных исследований... Исследования П. отличают также элегантность и прозрачность, поэтому ученого заслуженно называют "поэтом термодинамики". В 1961 г. П. женился на Марине Прокопович. У супругов два сына. П. известен в среде своих коллег как обходительный человек и незаурядный ученый, диапазон интересов которого чрезвычайно широк. Он увлечен литературой и археологией, по сей день играет на пианино, очень любит слушать музыку. Помимо Нобелевской премии, П. награжден золотой медалью Сванте Аррениуса Шведской королевской академии наук (1969), медалью Баурка Британского химического общества (1972), медалью Котениуса Германской академии естествоиспытателей "Леопольдина" (1975) и медалью Румфорда Лондонского королевского общества (1976). Ученый – член Бельгийской королевской академии наук, Нью-Йоркской академии наук, Румынской академии наук, Королевского научного общества в Упсале и Германской академии естествоиспытателей "Леопольдина". Он является иностранным членом Американской академии наук и искусств, Польского и Американского химических обществ и других организаций. П. присвоены почетные степени университетов Ньюкасл-Апон-Тайна, Пуатье, Чикаго, Бордо, Упсалы, Льежа, Экс-ан-Прованса, Джорджтауна, Кракова и Рио-де-Жанейро.