«Замечательная особенность нашего подхода, состоит в том,
что он позволяет «овременить пространство» -
наделить его временной структурой, задаваемой
происходящими в пространственном континууме необратимыми процессами»
Пригожин И.Р., От существующего к возникающему.
Время и сложность в физических науках, М., «Наука», 1985 г., с. 7.
Специалист по физической химии, один из основателей нового научного направления «неравновесная термодинамика».
И.Р. Пригожин родился в России, но в 1921 году его родители переехали за границу – сначала в Литву, потом в Германию, а позже - в Бельгию, где И.Р. Пригожин закончил школу и университет. И.Р. Пригожин как учёный работал в Бельгии и в США.
Как учёного, И.Р. Пригожина привлекала термодинамика. Позже он вспоминал, что когда он организовал научный семинар по изучению именно неравновесных процессов (то есть процессов, где есть интенсивный обмен веществом и/или энергией системы с окружающей средой), его коллега недоумевал: «Зачем вообще заниматься изучением неравновесных процессов? Гораздо удобнее подождать, пока система не завершит эволюцию и на смену неравновесным процессам придут хорошо изученные равновесные процессы…».
«Ещё в студенческие годы Пригожин заинтересовался философией французского философа Анри Бергсона (1859-1941), в особенности его взглядами на природу времени. По Бергсону, самонаблюдение позволяет обнаружить, что психическая жизнь разворачивается во времени, которое есть длительность (duree), и представляет собой непрерывную изменчивость состояний, которые незаметно переходят одно в другое. Длительность, по Бергсону, имеет не пространственный, а временной характер. Что же касается физического времени, то оно, по мнению Бергсона, возникает из «живого», «качественного» времени - продолжительности в результате разложения последнего человеческим сознанием. Труд А. Бергсона «Творческая эволюция» на долгие годы стал настольной книгой И.Р. Пригожина. Жизнь, по Бергсону, - это своего рода поток творческого формирования, жизненный порыв (elan vital)».
Данилов Ю.А., Илья Романович Пригожин, в Сб.: Синергетическая парадигма. Когнитивно-коммуникативные стратегии современного научного познания, М., «Прогресс-Традиция», 2004 г., с. 20.
Учёный - лауреат Нобелевской премии по химии за 1977 год «за работы по термодинамике необратимых процессов, и прежде всего за создание теории диссипативных структур».
И.Р. Пригожин показал, что при притоке вещества и/или энергии из окружающего пространства в достаточно сложную среду, в ней возможно образование новых структур (они были названы «диссипативные структуры»). Важно, что существование подобных структур не могло быть предсказано на основе законов классической физики. Впоследствии, процессы образования новых структур стали применяться не только для описания сложных физико-химических систем, но и в биологии, в области изучения процессов в обществе и т.п.
«Прежняя механистическая наука рисовала мрачную картину Вселенной, где властвует всемогущая тенденция к возрастанию случайности и энтропии, где все движется к неизбежной тепловой смерти и распаду (диктат второго закона термодинамики). Её опровержению послужили исследования нобелевского лауреата Ильи Пригожина по так называемым диссипативным структурам в определенных химических процессах и открытый им новый принцип, лежащий в их основе, - порядок через флуктуацию. Дальнейшие исследования показали, что этому принципу подчинены не только химические процессы: он представляет собой базисный механизм развертывания эволюционных процессов во всех областях - от атомов до галактик, от отдельных клеток до человеческих существ и вплоть до обществ и культур. На основании этих наблюдений появилась возможность сформулировать единую точку зрения на эволюцию, объединяющим принципом которой является не стабильное состояние, а динамические состояния неуравновешенных систем. Открытые системы на всех уровнях являются носителями всеобщей эволюции, которая гарантирует, что жизнь будет продолжать свое движение во всё более новые динамические режимы сложности. Всякий раз, когда какие-либо системы в любой области начинают задыхаться от энтропийных отходов, они мутируют в направлении новых режимов. Одна и та же энергия и те же принципы обеспечивают эволюцию на всех уровнях, будь то материя, информация или ментальные психические процессы. Микрокосм и макрокосм являются аспектами единой эволюции. Эволюция человека является значимой составной частью вселенской эволюции».
Голубинцев О., Концепции современного естествознания, Ростов-на-Дону, «Феникс», 2007 г., с. 395.
«… порядок и беспорядок представляются не как противоположности, а как то, что неотделимо друг от друга».
Илья Пригожин, Переоткрытие времени, журнал «Вопросы философии», 1989 г., N 8, с. 9.
«С точки зрения многих философов - упомянем здесь только Бергсона , Уайтхеда , Хайдеггера - события и креативность суть фундаментальные элементы природы . В том же плане высказываются сегодня и биологи, такие, например, как Дж. Гоулд. Эволюция, вероятно, происходит скачками, через свершение событий. А раз так, то «реальное становится частным, особенным случаем вообще возможного».
Илья Пригожин, Очеловечивание человека, креативность природы и креативность человека, в Сб.: Вызов познанию: стратегии развития науки в современном мире / Отв. ред. Н.К. Удумян М., «Наука», 2004 г., с. 250.
Илья Романович Пригожин (фр. Ilya Prigogine; (12) 25 января 1917, Москва — 28 мая 2003, Брюссель, Бельгия) — бельгийский физик и физикохимик российского происхождения. Лауреат Нобелевской премии по химии 1977 года, виконт Бельгии.
Один из двух лауреатов Нобелевской премии по химии российского происхождения (первый — Николай Николаевич Семёнов).
У термина "Нестабильность" странная судьба. Введенный в широкое употребление совсем недавно, он используется порой с едва скрываемым негативным оттенком, и притом, как правило, для выражения содержания, которое следовало бы исключить из подлинно научного описания реальности.
Пригожин Илья Романович
Илья Романович Пригожин родился (12) 25 января 1917 года в Москве и был вторым сыном в еврейской семье фабриканта, выпускника химического отделения Императорского Московского технического училища Рувима Абрамовича Пригожина и пианистки, студентки Московской консерватории Юлии Вихман. Его брат — Александр Пригожин (фр. Alexandre Prigogine, 1913—1991) — орнитолог, известный результатами многолетнего исследования птиц Бельгийского Конго (финн.).
В 1921 году семья эмигрировала из Советской России сначала в Литву, а через год обосновалась в Берлине. Однако в 1929 году, с ростом антисемитских настроений в Германии, Пригожины решили поселиться в Бельгии, где Илья в 1941 году окончил Брюссельский университет.
С 1961 по 1966 год Пригожин сотрудничал с институтом Ферми в Чикаго. В 1967 году в городе Остин Пригожин основал Центр по изучению сложных квантовых систем (англ. Center for Complex Quantum Systems).
Основная масса его работ посвящена неравновесной термодинамике и статистической механике необратимых процессов. Одно из главных достижений заключалось в том, что было показано существование неравновесных термодинамических систем, которые, при определённых условиях, поглощая вещество и энергию из окружающего пространства, могут совершать качественный скачок к усложнению (диссипативные структуры). Причём такой скачок не может быть предсказан, исходя из классических законов статистики. Такие системы позже были названы его именем. Расчёт таких систем стал возможен благодаря его работам, выполненным в 1947 году.
В области статистической механики провел глубокие исследования уравнения Лиувилля для ансамбля на основе формальной аналогии его решений с решениями уравнения Шредингера.
Доказал одну из основных теорем линейной термодинамики неравновесных процессов — о минимуме производства энтропии в открытой системе. Для нелинейной области в соавторстве с Гленсдорфом сформулировал общий критерий эволюции Гленсдорфа-Пригожина. Ввёл (в работе «The Rediscovery of Time») термин «переоткрытие времени», определяющий проблему объяснения существования явления времени.
Долгое время наше видение мира оставалось неполным. Как неполным будет, скажем, вид, открывающийся из окна самолета при подлете к Венеции: пока в поле нашего зрения находятся величественные здания и площади, нас не оставляет образ совершенной, упорядоченной, грандиозной структуры. По прибытии в город мы обнаруживаем и не слишком чистую воду, и назойливую мошкару, но именно таким путем перед нами предстают обе стороны объекта.
В Бельгии на 86-м году жизни умер нобелевский лауреат Илья Пригожин. Этого ученого называют Ньютоном современности. Хотя высшую научную награду Илья Пригожин получил за исследования в области химии, его вклад во все прочие научные дисциплины можно назвать переворотом. Современную биологию, теорию эволюции, сложные социальные процессы - все это нельзя представить без работ Ильи Пригожина.
В современной науке нет ученого, который обладал бы таким количеством наград и званий, как Илья Пригожин. Он был членом 70 национальных академий из 21 страны, почетным доктором 40 университетов в 23 странах. Степень honoris causa он получил и в МГУ. После его лекции ректор МГУ академик Виктор Садовничий признался, что благодаря услышанному он увидел огромные перспективы в математике, которая, казалось бы, далека от области интересов Пригожина. Но такое же впечатление производили работы Ильи Пригожина на представителей всех научных дисциплин. Его работы использовали даже для эффективной организации уличного движения в мегаполисах...
Наука ХХ столетия привела к революционным изменениям в мировоззрении человека. Но и в самой науке было три революции. Первая - теория относительности. Вторая - квантовая механика. И третья - теория саморегулирующихся систем, или синергетика, одним из творцов которой был Илья Пригожин.
Пригожин построил неравновесную термодинамику, где привычное и традиционное для всех наук понятие равновесия в принципе недостижимо. Эта модель была распространена и на биологические, и на социальные объекты. Сейчас пригожинская "стрела времени", которая впервые сформулировала принцип необратимых процессов, стала одним из важнейших философских императивов.
Илья Пригожин родился в 1917 году в Москве. Семья жила на Большой Переяславской. Отец в 1913 году окончил МВТУ и недалеко от Рижского вокзала организовал лакокрасочный завод. После революции остался на заводе директором, но когда в 1921 году начались аресты бывших фабрикантов, семья выехала на Запад. Сначала в Литву, потом в Германию и, наконец, в Бельгию.
Еще до войны Пригожин начал преподавать химию в университете. И продолжал подпольное преподавание в годы войны. Опасаясь депортации, он не стал регистрироваться как еврей - отец обзавелся справкой о том, что все Пригожины крещеные. Два месяца по подозрению в помощи партизанам будущий нобелевский лауреат провел в концлагере и был выпущен, как вспоминал, за взятку гестаповцу. По его словам, его спас Сталинград - немцы стали другие. Главной наградой в жизни он считал медаль участнику Сопротивления.
В 1956 году, в первый же год "оттепели", профессор Пригожин приехал в Москву. Еще не был снесен его дом на Большой Переяславской, там жили его родственники. Илья Пригожин относился к России не просто с любовью, он относился к своей родине, как вспоминает хорошо знавший ученого профессор Абрам Блох, молитвенно. В его доме в Брюсселе висела икона Николая Угодника XVI века. В Россию Пригожин приезжал много раз - и до, и после вручения в 1977 году Нобелевской премии по химии. "Не знаю, приезжаю домой или в чужую страну", - говорил ученый.
Пригожин был ошеломительно доброжелательным человеком. Хорошо известно, что он не мог отказать в приеме на работу в свой Институт физики и химии в Брюсселе ученым из России. И в то же время он умел держать удар. Когда он сформулировал свои философские воззрения, от него отвернулись многие коллеги. Поддержка пришла из американских фондов, на протяжении многих лет по контракту Пригожин должен был несколько месяцев работать в США.
В Бельгии ученого боготворили. Несколько лет после вручения Нобелевской премии он не мог зайти ни в одно кафе - у него не принимали деньги. История получила продолжение: недавно в Бельгии в обращение была выпущена медаль с профилем ученого, вышедшего из России.
С.Лесков
(Оригинал статьи размещен на сайте www.inauka.ru)
Комментарий чл.-корр. АН СССР С.П. Курдюмова
И. Пригожин
ФИЛОСОФИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ
У термина "нестабильность" странная судьба. Введенный в широкое употребление совсем недавно, он используется порой с едва скрываемым негативным оттенком, и притом, как правило, для выражения содержания, которое следовало бы исключить из подлинно научного описания реальности. Чтобы проиллюстрировать это на материале физики, рассмотрим элементарный феномен, известный, по-видимому, уже не менее тысячи лет: обычный маятник, оба конца которого связаны жестким стержнем, причем один конец неподвижно закреплен, а другой может совершать колебания с произвольной амплитудой. Если вывести такой маятник из состояния покоя, несильно качнув его груз, то в конце концов маятник остановится в первоначальном (самом нижнем) положении. Это -- хорошо изученное устойчивое явление. Если же расположить маятник так, чтобы груз оказался в точке, противоположной самому нижнему положению, то рано или поздно он упадет либо вправо, либо влево, причем достаточно будет очень малой вибрации, чтобы направить его падение в ту, а не в другую сторону. Так вот, верхнее (неустойчивое) положение маятника практически никогда не находилось в фокусе внимания исследователей, и это несмотря на то, что со времени первых работ по механике движение маятника изучалось с особой тщательностью. Можно сказать, что понятие нестабильности было, в некоем смысле, идеологически запрещено. А дело заключается в том, что феномен нестабильности естественным образом приводит к весьма нетривиальным, серьезным проблемам, первая из которых -- проблема предсказания.
Если взять устойчивый маятник и раскачать его, то дальнейший ход событий можно предсказать однозначно: груз вернется к состоянию с минимумом колебаний, т.е. к состоянию покоя. Если же груз находится в верхней точке, то в принципе невозможно предсказать, упадет он вправо или влево. Направление падения здесь существенным образом зависит от флюктуации. Так что в одном случае ситуация в принципе предсказуема, а в другом -- нет, и именно в этом пункте в полный рост встает проблема детерминизма. При малых колебаниях маятник -- детерминистический объект, и мы в точности знаем, что должно произойти. Напротив, проблемы, связанные с маятником, если можно так выразиться, перевернутым с ног на голову, содержат представления о недетерминистическом объекте.
Это различие между детерминистическими законами природы и законами, не являющимися таковыми, ведет нас к более общим проблемам, которые мне и хотелось бы здесь вкратце обсудить.
Человек и природа
Прежде всего, спросим себя: почему именно сегодня в естествознании заговорили о нестабильности, тогда как прежде господствовала точка зрения детерминизма? Дело в том, что идея нестабильности не только в каком-то смысле теоретически потеснила детерминизм, она, кроме того, позволила включить в поле зрения естествознания человеческую деятельность, дав, таким образом, возможность более полно включить человека в природу. Соответственно, нестабильность, непредсказуемость и, в конечном счете, время как сущностная переменная стали играть теперь немаловажную роль в преодолении той разобщенности, которая всегда существовала между социальными исследованиями и науками о природе.
В чем, однако, смысл тех изменений, которые произошли (в интересующем нас плане) в отношениях человека к природе? В детерминистском мире природа поддается полному контролю со стороны человека, представляя собой инертный объект его желаний. Если же природе, в качестве сущностной характеристики, присуща нестабильность, то человек просто обязан более осторожно и деликатно относиться; к окружающему его миру, -- хотя бы из-за неспособности однозначно предсказывать то, что произойдет в будущем.
Далее, принимая в науке идею нестабильности, мы достигаем тем самым и более широкого понимания существа самой науки. Мы начинаем понимать, что западная наука , в том виде, как она до недавних пор существовала, обусловлена культурным контекстом XVII в. -- периода зарождения современного естествознания и что эта наука ограничена. В результате начинает складываться более общее понимание науки и знания вообще, понимание, отвечающее культурным традициям не только западной цивилизации.
К сожалению, однако, приходится признать, что современная культурная жизнь крайне разобщена даже внутри западной цивилизации. В книге, имевшей недавно большой успех в США, Алан Блум утверждает, что наука является материалистическим, редукционистским, детерминистическим феноменом, полностью исключающим время. Но если упрек Блума и справедлив относительно науки 20--30-летней давности, то к сегодняшней науке эти характеристики явно не применимы, -- она не сводима ни к материализму, ни к детерминизму.
Лейбниц: исключение нестабильности
Для того чтобы понять идущие в современной науке процессы, необходимо принять во внимание, что наука -- культурный феномен, складывающийся в определенном культурном контексте. Иллюстрацией этому может служить, например, дискуссия между Лейбницем и Кларком, представлявшим в их споре взгляды Ньютона. Лейбниц упрекает Ньютона в том, что его представление об универсуме предполагает периодическое вмешательство Бога в устройство мироздания ради улучшения функционирования последнего. Ньютон, по его мнению, недостаточно почитает Бога, поскольку искусность Верховного Творца у него оказывается ниже даже искусности часовщика, способного раз и навсегда сообщить своему механизму движение и заставить его работать без дополнительных переделок.
Лейбницевские представления об универсуме одержали победу над ньютонианскими. Лейбниц апеллировал к всеведению вездесущего Бога , которому вовсе нет никакой нужды специально обращать свое внимание на Землю. И он верил при этом, что наука когда-нибудь достигнет такого же всеведения -- ученый приблизится к знанию, равному божественному. Для божественного же знания нет различия между прошлым и будущим , ибо все присутствует во всеведущем разуме. Время , с этой точки зрения, элиминируется неизбежно, и сам факт его исключения становится свидетельством того, что человек приблизился к квазибожественному знанию.
Высказанные Лейбницем утверждения принадлежат к базовому уровню идеологии классической науки, сделавшей именно устойчивый маятник объектом научного интереса, -- неустойчивый маятник в контексте этой идеологии предстает как неестественное образование, упоминаемое только в качестве любопытного курьеза (а по возможности вообще исключаемое из научного рассмотрения). Но изложенная концепция вечности грешила тем, что в ней не оставалось места для уникальных событий (впрочем, и в ньютоновском подходе не было места для новаций). Материя, согласно этой концепции, представляет собой вечно движущуюся массу, лишенную каких бы то ни было событий и, естественно, истории. История же, таким образом, оказывается вне материи. Так исключение нестабильности, обращение к детерминизму и отрицание времени породили два противоположных способа видения универсума:
· универсум как внешний мир, являющийся в конечном счете регулируемым автоматом (именно так и представлял его себе Лейбниц), находящимся в бесконечном движении;
· универсум как внутренний мир человека, настолько отличающийся от внешнего, что это позволило Бергсону сказать о нем:
"Я полагаю, что творческие импульсы сопровождают каждое мгновение нашей жизни".
Действительно, любые человеческие и социальные взаимодействия, а также вся литературная деятельность являются выражением неопределенности в отношении будущего. Но сегодня, когда физики пытаются конструктивно включить нестабильность в картину универсума, наблюдается сближение внутреннего и внешнего миров, что, возможно, является одним из важнейших культурных событий нашего времени.
Новые открытия
Разумеется, введение нестабильности является результатом отнюдь не только идеологических особенностей истории науки XX в. Оно стало реальностью лишь благодаря сочетанию ряда собственно научных экспериментальных и теоретических открытий. Это, во-первых, открытие неравновесных структур, которые возникают как результат необратимых процессов и в которых системные связи устанавливаются сами собой; это, во-вторых, вытекающая из открытия неравновесных структур идея конструктивной роли времени; и, наконец, это появление новых идей относительно динамических, нестабильных систем, -- идей, полностью меняющих наше представление о детерминизме.
В 1986 г. сэр Джеймс Лайтхил, ставший позже президентом Международного союза чистой и прикладной математики, сделал удивительное заявление: он извинился от имени своих коллег за то, что "в течение трех веков образованная публика вводилась в заблуждение апологией детерминизма, основанного на системе Ньютона, тогда как можно считать доказанным, по крайней мере с 1960 года, что этот детерминизм является ошибочной позицией".
Не правда ли, крайне неожиданное заявление? Мы все совершаем ошибки и каемся в них, но есть нечто экстраординарное в том, что кто-то просит извинения от имени целого научного сообщества за распространение последним ошибочных идей в течение трех веков. Хотя, конечно, нельзя не признать, что данные, пусть ошибочные, идеи играли основополагающую роль во всех науках -- чистых, социальных, экономических, и даже в философии (учитывая, что в рамках последней сложилась кантовская проблематика). Более того, эти идеи задали тон практически всему западному мышлению, разрывающемуся между двумя образами: детерминистический внешний мир и индетерминистический внутренний.
И наконец, продолжая начатый выше перечень открытий, следует упомянуть об открытиях в области элементарных частиц, продемонстрировавших фундаментальную нестабильность материи, а также о космологических открытиях, констатировавших, что мироздание имеет историю (тогда как традиционная точка зрения исключала какую бы то ни было историю универсума, ибо универсум рассматривался как целое, содержащее в себе все, что делало бессмысленным саму идею его истории).
Заметим, вместе с тем, что простейшие из вышеперечисленных открытий легко доступны нам, так как лежат в сфере макроскопических, химических и атмосферных явлений. Так, например, закон роста энтропии был сформулирован еще в XIX в. Другое дело, что на фоне установки, исключающей время из научного описания, он рассматривался лишь как закон роста беспорядка, а установка эта являет нам очевидный пример идеологичности научных суждений. Впрочем, сегодня мы можем согласиться: наука и есть в некотором смысле идеология -- она ведь также укоренена в культуре . И нет поэтому ничего удивительного в том, что новые вопросы, вливающие в науку свежие силы, часто исходят из традиций вопрошания, коренящихся в совсем иных культурах. А тот факт, что сегодня самые разные культурные образования принимают участие в развитии научной культуры, является для нас источником новых надежд. Мы верим -- будут сформулированы иные вопросы, ведущие к новым направлениям научной деятельности.
Порядок и беспорядок
Сегодня мы знаем, что увеличение энтропии отнюдь не сводится к увеличению беспорядка, ибо порядок и беспорядок возникают и существуют одновременно. Например, если в две соединенные емкости поместить два газа, допустим, водород и азот, а затем подогреть одну емкость и охладить другую, то в результате, из-за разницы температур, в одной емкости будет больше водорода, а в другой азота. В данном случае мы имеем дело с диссипативным процессом, который, с одной стороны, творит беспорядок и одновременно, с другой, потоком тепла создает порядок: водород в одной емкости, азот -- в другой. Порядок и беспорядок, таким образом, оказываются тесно связанными -- один включает в себя другой. И эту констатацию мы можем оценить как главное изменение, которое происходит в нашем восприятии универсума сегодня.
Долгое время наше видение мира оставалось неполным. Как неполным будет, скажем, вид, открывающийся из окна самолета при подлете к Венеции: пока в поле нашего зрения находятся величественные здания и площади, нас не оставляет образ совершенной, упорядоченной, грандиозной структуры. По прибытии в город мы обнаруживаем и не слишком чистую воду, и назойливую мошкару, но именно таким путем перед нами предстают обе стороны объекта. Что касается современного видения мира, то интересно отметить, что космология теперь все мироздание рассматривает как в значительной мере беспорядочную -- а я бы сказал, как существенно беспорядочную -- среду, в которой выкристаллизовывается порядок. Новейшие же исследования показали, что на каждый миллиард тепловых фотонов, пребывающих в беспорядке, приходится по крайней мере одна элементарная частица, способная стимулировать в данном множестве фотонов переход к упорядоченной структуре. Так, порядок и беспорядок сосуществуют как два аспекта одного целого и дают нам различное видение мира.
Наше восприятие природы становится дуалистическим, и стержневым моментом в таком восприятии становится представление о неравновесности. Причем неравновесности, ведущей не только к порядку и беспорядку, но открывающей также возможность для возникновения уникальных событий, ибо спектр возможных способов существования объектов в этом случае значительно расширяется (в сравнении с образом равновесного мира). В ситуации далекой от равновесия дифференциальные уравнения, моделирующие тот или иной природный процесс, становятся нелинейными, а нелинейное уравнение обычно имеет более, чем один тип решений. Поэтому в любой момент времени может возникнуть новый тип решения, не сводимый к предыдущему, а в точках смены типов решений -- в точках бифуркации -- может происходить смена пространственно-временной организации объекта.
Примером подобного возникновения новой пространственно-временной структуры могут служить так называемые химические часы -- химический процесс, в ходе которого раствор периодически меняет свою окраску с голубой на красную. Кажется, будто молекулы, находящиеся в разных областях раствора, могут каким-то образом общаться друг с другом. Во всяком случае, очевидно, что вдали от равновесия когерентность поведения молекул в огромной степени возрастает. В равновесии молекула "видит" только своих непосредственных соседей и "общается" только с ними. Вдали же от равновесия каждая часть системы "видит" всю систему целиком. Можно сказать, что в равновесии материи слепа, а вне равновесия прозревает. Следовательно, лишь в неравновесной системе могут иметь место уникальные события и флюктуации, способствующие этим событиям, а также происходит расширение масштабов системы, повышение ее чувствительности к внешнему миру и, наконец, возникает историческая перспектива, т.е. возможность появления других, быть может более совершенных, форм организации. И, помимо всего этого, возникает новая категория феноменов, именуемых аттракторами.
Вернемся к нашему примеру с маятником. Если сдвинуть груз маятника недалеко от его самого нижнего положения, то в конце концов он вернется в исходную точку -- это точечный аттрактор. Химические часы являются периодическим аттрактором. В дальнейшем были открыты гораздо более сложные аттракторы (странные аттракторы), соответствующие множеству точек. В странном аттракторе система движется от одной точки к другой детерминированным образом, но траектория движения в конце концов настолько запутывается, что предсказать движение системы в целом невозможно -- это смесь стабильности и нестабильности. И, что особенно удивительно, окружающая нас среда, климат, экология и, между прочим, наша нервная система могут быть поняты только в свете описанных представлений, учитывающих как стабильность, так и нестабильность. Это обстоятельство вызывает повышенный интерес многих физиков, химиков, метеорологов, специалистов в области экологии. Указанные объекты детерминированы странными аттракторами и, следовательно, своеобразной смесью стабильности и нестабильности, что крайне затрудняет предсказание их будущего поведения.
Новое отношение к миру
Не нами выбран мир, который нам приходится изучать; мы родились в этом мире и нам следует воспринимать его таким, каким он существует, приспосабливая к нему, насколько возможно, наши априорные представления. Да, мир нестабилен. Но это не означает, что он не поддается научному изучению. Признание нестабильности -- не капитуляция, напротив -- приглашение к новым экспериментальным и теоретическим исследованиям, принимающим в расчет специфический характер этого мира. Следует лишь распроститься с представлением, будто этот мир -- наш безропотный слуга. Мы должны с уважением относиться к нему. Мы должны признать, что не можем полностью контролировать окружающий нас мир нестабильных феноменов, как не можем полностью контролировать социальные процессы (хотя экстраполяция классической физики на общество долгое время заставляла нас поверить в это).
Открытие неравновесных структур, как известно, сопровождалось революцией в изучении траекторий. Оказалось, что траектории многих систем нестабильны, а это значит, что мы можем делать достоверные предсказания лишь на коротких временных интервалах. Краткость же этих интервалов (называемых также темпоральным горизонтом или экспонентой Ляпунова) означает, что по прошествии определенного периода времени траектория неизбежно ускользает от нас, т.е. мы лишаемся информации о ней. Это, кстати, служит еще одним напоминанием, что наше знание -- всего лишь небольшое оконце в универсум и что из-за нестабильности мира нам следует отказаться даже от мечты об исчерпывающем знании. Заглядывая в оконце, мы можем, конечно, экстраполировать имеющиеся знания за границы нашего видения и строить догадки по поводу того, каким мог бы быть механизм, управляющий динамикой универсума. Однако нам не следует забывать, что, хотя мы в принципе и можем знать начальные условия в бесконечном числе точек, будущее, тем не менее, остается принципиально непредсказуемым.
И еще, заметим, новое отношение к миру предполагает сближение деятельности ученого и литератора. Литературное произведение, как правило, начинается с описания исходной ситуации с помощью конечного числа слов, причем в этой своей части повествование еще открыто для многочисленных различных линий развития сюжета. Эта особенность литературного произведения как раз и придает чтению занимательность -- всегда интересно, какой из возможных вариантов развития исходной ситуации будет реализован. Так же и в музыке -- в фугах Баха, например, заданная тема всегда допускает великое множество продолжений, из которых гениальный композитор выбирал на его.взгляд необходимое. Такой универсум художественного творчества весьма отличен от классического образа мира, но он легко соотносим с современной физикой и космологией. Вырисовываются контуры новой рациональности, к которой ведет идея нестабильности. Эта идея кладет конец претензиям на абсолютный контроль над какой-либо сферой реальности, кладет конец любым возможным мечтаниям об абсолютно контролируемом обществе. Реальность вообще не контролируема в смысле, который был провозглашен прежней наукой.
Повествование в науке
В детерминистическом мире риск отсутствует, ибо риск есть лишь там, где универсум открывается как нечто многовариантное, подобное сфере человеческого бытия. Я не имею возможности детально обсуждать здесь эту проблему, но представляется очевидным, что именно такое, многовариантное видение мира, положенное в основание науки, с необходимостью раскрывает перед человечеством возможность выбора -- выбора, означающего, между прочим, и определенную этическую ответственность. Когда-то Валери совершенно правильно, на мой взгляд, отметил, что "время -- это конструкция". Действительно, время не является чем-то готовым, предстающим в завершенных формах перед гипотетическим сверхчеловеческим разумом. Нет! Время -- это нечто такое, что конструируется в каждый данный момент. И человечество может принять участие в процессе этого конструирования.
Перевод с англ. Я. И. Свирского
По просьбе редакции "Вопросов философии"
статью И. Пригожина комментирует
член-корр. АН СССР С.П. Курдюмов
Сергей Павлович, темы, поднятые в статье Пригожина ``Философия нестабильности"", существенным образом связаны с Вашими профессиональными интересами. Не могли бы Вы, в связи с этим, сказать несколько слов о своем отношении к выдвигаемым в статье положениям.
Статья Пригожина не может оставить читателя равнодушным прежде всего в силу широты и актуальности поставленных в ней вопросов. В Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша не один десяток лет ведутся исследования процессов самоорганизации в открытых нелинейных средах. Особенно импонирует мне, что автор предпринимает попытку прояснить на уровне философских обобщений качественные изменения, произошедшие в современных физических представлениях о природе и мире в целом. Стержнем этих изменений можно считать, и здесь я полностью разделяю позицию Пригожина, признание неустойчивости и нестабильности в качестве фундаментальных характеристик мироздания, что заставляет не только по-иному взглянуть на прежние теоретические концепции, восходящие к построениям ньютоно-лапласовского типа, но и в какой-то степени по-новому оценить положение человека в космосе.
Однако сама идея нестабильности мира, по-видимому, не столь уж нова.
Биологическая, социальная, космологическая эволюции известны давно. С 19 века известно также второе начало термодинамики, фиксирующее направленность природных процессов в сторону увеличения энтропии. Однако в общефизическом плане, и это, кстати, хорошо показано в работах самого Пригожина, все эти представления, вносящие серьезные коррективы в построения классической механики, тем не менее сущностным образом привязаны к последней и во многом разделяют ее исследовательские установки. Это может быть проиллюстрировано, например, разработкой кинетической теории, перетолковывающей в свете классических подходов феноменологические законы термодинамики. Теперь же, благодаря открытых как в области физической теории, так и в области эксперимента (прежде всего вычислительного эксперимента), в физической картине мира стали происходить качественные изменения. Прежде всего, и на это опять-таки указывается в статье Пригожина, даже те области, которые раньше считались детерминированными в строгом смысле (в смысле Ньютона, т.е. когда, зная начальные данные, можно проследить траекторию объекта беспредельно в будущее и прошлое), неожиданным образом включили в себя неустойчивость. Но именно здесь мне и хотелось бы сделать ряд полемических замечаний в адрес статьи, поскольку, как мне кажется, этот важнейший пункт выражен в ней не совсем корректно, что может привести к невольной дезориентации не посвященного в суть проблемы читателя.
На мой взгляд, как это ни парадоксально. Пригожин, по крайней мере в данной статье, слишком расширил роль нестабильности, настаивая на принципиальной непредсказуемости поведения сложных систем (к которым, несомненно, принадлежит и наш мир в целом). В качестве образа, подтверждающего справедливость данного представления, автор приводит математический объект, именуемый странным аттрактором. Действительно, странные аттракторы представляют собой крайне необычные математические объекты. С одной стороны, для их описания используются системы дифференциальных уравнений, в которых все определено, детерминировано и не содержится никаких стохастических членов. А с другой стороны -- и это в самом деле чудо ! -- поведение решений такой системы уравнений на продолжительном временном интервале приобретает хаотический, непредсказуемый (внутри области аттрактора) характер. Полностью детерминированная, с точки зрения традиционных представлений, система тем не менее порождает индетерминированный, хаотический процесс, И самое интересное, что в природе обнаружены явления, моделировать которые можно только с помощью указанного типа аттракторов. Причем явления такого рода наблюдаются отнюдь не только в экзотических областях физической реальности, вроде микро- или мегамира, но и на масштабах, соразмерных масштабу человека. Например, изменения погоды, как правило, моделируются именно странными аттракторами, которые в фазовом пространстве изображают смену состояний метеорологического объекта.
Однако не следует забывать, что странный аттрактор -- это именно область в фазовом пространстве, а не все пространство в целом. И это не точка в пространстве, символизирующая стационарное состояние равновесия системы, и не замкнутая кривая, описывающая режим устойчивых колебаний, а область, внутри которой по ограниченному спектру состояний блуждает с определенной вероятностью реальное состояние системы. Поскольку же такая область ограничена (а значит в какой-то степени предсказуема) и поскольку возможны отнюдь не какие угодно состояния, постольку имеет смысл говорить о наличии здесь элементов детерминизма. Несмотря на то, что мы переходим в сферу вероятностного поведения объекта, вероятность в данном случае не как угодно произвольна -- что говорит о необходимости сохранения представлений о детерминизме (пусть и модифицированных). Иными словами, здесь надо четко указать, в каком смысле детерминизм исчез. Детерминизм, утверждающий, что состояния исследуемого объекта будут строго находиться в данной области фазового пространства, -- такой детерминизм остался.
Тем не менее, как Вы только что отметили, образ странного аттрактора явился сокрушающим для многих классических представлений, привнося в мир макромасштабных объектов дух неопределенности, присутствующий в квантовой механике.
Да, это так. Еще более разрушительным для классики является утверждение В.И. Арнольда о существовании комет, поведение которых носит стохастический характер и определяется странным аттрактором, т.е. оно неустойчиво настолько, что их траекторию нельзя предсказать. И это действительно крайне важный тезис: на макроуровне имеют место явления, принципиально не укладывающиеся в рамки жесткого детерминизма. Но это, я повторяю, не означает, что детерминизм в принципе неверен и должен быть полностью отброшен, как может показаться по прочтении статьи. Вообще, по-видимому, любые повороты и перевороты в мышлении не могут сопровождаться полным отбрасыванием каких-либо представлений, присутствовавших в прошлом: что-то сохраняется, что-то оставляется вне поля зрения, а что-то перетолковывается, и именно перетолковывание, переинтерпретация наработанного материала в русле новых теоретических представлений (которые, кстати, могут иметь своим источником ранее отброшенные концепции) составляют суть концептуальных сдвигов, позволяющих говорить о переходе от одного уровня понимания к другому. Поэтому, когда Пригожий не считает нужным подчерк нуть, что странный аттрактор -- это именно область, а делает акцент только на вероятностном поведении, то здесь, на мой взгляд, у читателя может возникнуть ложное представление, будто все, что было сделано раньше, теперь неверно или, как говорит Пригожин, цитируя сэра Джеймса Лайтхила, было "введением широкой общественности в заблуждение".
Но тогда в чем суть нестабильности и какова, на Ваш взгляд, ее роль в современной научной картине мира?
В трактовке сути самой нестабильности я согласен с Пригожиным. Зримый образ нестабильности -- состояние маятника, когда груз находится в верхней точке. По сути -- это неустойчивость объекта по отношению к малым возмущениям. Раньше, в классических подходах, малые возмущения просто не рассматривались. Сегодня оказалось, что малые возмущения и флюктуация на микроуровне влияют на макромасштабное поведение объекта. Конечно же, такого рода влияния действенны отнюдь не всегда, но лишь в определенных условиях. Примером таких условий может быть наличие положительных обратных связей в системе, -- эти связи играют гигантскую роль в различных областях, от кибернетики до социологии. Так, всякий рост социальной напряженности, да и революции -- это проявления положительных обратных связей.
Я хотел бы пояснить роль малых флюктуации на примере из той области физических исследований, которая является предметом моего профессионального интереса. Я занимаюсь исследованием процессов самоорганизации устойчивых структур в нелинейных горящих средах, т.е. пытаюсь вместе со своими коллегами выявить механизмы локализации тепла. Как известно, существенную роль в подобных средах играют диссипативные процессы, размывающие любую возникающую неоднородность. Поэтому здесь полагалось немыслимым образование чего-либо устойчивого, способного существовать в течение достаточно длительного промежутка времени. Однако последние исследования в этой области, проведенные большей частью с привлечением мощных электронно-вычислительных средств, показали, что в некоторых случаях малое возмущение вместо того, чтобы загаситься за счет действия диссипативных процессов, неимоверно разрастается, захватывая обширные области пространства. Это поразительное явление. Представьте себе сплошную открытую среду, т.е. среду, обладающую источниками и стоками энергии. Такая среда однородна и в некоем смысле совершенна. Но через некоторое время, именно из-за своей открытости и нелинейного характера источников и стоков энергии (приход и расход энергии или вещества описываются с помощью нелинейных дифференциальных уравнений), на ней начинают возникать динамические структуры определенной конфигурации. Удивительная вещь: непрерывная однородная среда самоорганизуется, распадается на дискретные структуры, и при этом обнаруживаются механизмы самоорганизации, останавливающие разрушительное действие диффузионных процессов, а кроме того следует подчеркнуть, что источники и стоки энергии находятся в каждой точке этой среды, т.е. каждая точка излучает и поглощает энергию.
Далее, возникшие структуры развиваются в режиме с обострением. Это означает, что за конечное время параметр, характеризующий состояние системы -- температура -- должен достигнуть бесконечной величины. Однако в реальном мире подобное произойти не может, и объясняется это тем, что вблизи точки обострения структура теряет устойчивость, и в действие опять вступают малые флюктуации, теперь способствующие уже распаду структуры.
Таким образом, неустойчивость как бы пронизывает мироздание сверху донизу, обеспечивая на разных уровнях разный ход событий?
Совершенно верно. В одном случае, когда среда однородна, неустойчивость К малым флюктуациям ведет к образованию сложных структур, в другом -- к их разрушению. Причем физическим обеспечением неустойчивости выступает всегда присутствующий на микроуровне хаос. Хаос, по словам Пригожина, ставшим уже почти поговоркой, порождает порядок. Причем порядок, который выражается еще и в том, что возникать могут не какие угодно структуры, а лишь их определенный набор, задаваемый собственными функциями среды. Последние описывают идеальные формы реально возможных образований и являются аттракторами, к которым только и может эволюционировать рассматриваемый объект.
В отличие от классической термодинамики, где имелся лишь один конечный пункт эволюционирования -- термодинамическое равновесие, здесь возможно множество путей развития, но опять же: не какое угодно их число, а строго определенное. И в этом плане хотелось бы сделать еще одно замечание по поводу статьи Пригожина: о неединственности путей развития автор говорит, однако совершенно опускается момент их строгой количественной заданности, а следовательно, если вернуться к предыдущим нашим рассуждениям, он опять проходит мимо некой предопределенности или детерминированности, несущей с собой своеобразные правила запрета и налагающей весьма жесткие ограничения на способы существования природных объектов. Те объекты, которые в силу обстоятельств оказались на запрещенном пути эволюционирования, либо распадутся, погибнут, либо перейдут на допустимый путь и будут двигаться по направлению к соответствующему аттрактору. Здесь можно увидеть аналогию с борьбой за существование или с морфогенезом. Саморазвитие, усложнение среды происходит за счет уничтожения, изъятия запрещенных, т.е. нежизнеспособных форм. При этом следует отметить, что в моменты перехода от одного пути к другому -- в точках бифуркации -- также решающую роль играют малые возмущения, в этих точках также проявляется неустойчивость и нестабильность.
Таким образом, мы видим, сколь сложным путем включается нестабильность в современное понимание природы, не отменяя при этом некоторых элементов детерминизма, -- детерминизма, вступающего, если угодно, в нетривиальные отношения со свободой выбора. И я согласен с Пригожиным, что сегодня наблюдается смыкание проблем, касающихся неживой природы, с вопросами, поднимаемыми в области социологии, психологии, этики, где сознательный выбор, определение верной установки к действию являются предметами специального исследования.
Иными словами, введенное таким образом представление о нестабильности, подразумевающее помимо всего прочего многовариантность путей эволюции природных и не только природных объектов, позволяет говорить о внутренних тенденциях, присущих тому или иному фрагменту реальности, о наличии в последнем некоего внутреннего измерения?
Да, причем признание подобных тенденций ведет к переосмыслению также и отношения к миру. В этом случае окончательно разрушается образ Великого Администратора, направляющего движение каждого атома по заданной траектории. Достаточно лишь возбудить действие внутренних тенденций, и природа сама построит необходимую структуру. Нужно только знать потенциальные возможности данной природной среды и способы их стимуляции. Я согласен с Пригожиным, что на человека налагается ответственность за выбор того или иного пути развития. Человек, зная механизмы самоорганизации, может сознательно ввести в среду соответствующую флюктуацию, -- если можно так выразиться, уколоть среду в нужных местах и тем самым направить ее движение. Но направить, опять же, не куда угодно, а в соответствии с потенциальными возможностями самой среды. Свобода выбора есть, но сам выбор ограничен возможностями объекта, поскольку объект является не пассивным, инертным материалом, а обладает, если угодно, собственной "свободой".
Мне кажется. Пригожин, с одной стороны, преувеличивает возможности свободного человеческого действия, а с другой -- мирится с бессилием человека в предсказании будущих событий. Подобная амбивалентность текста статьи, его некая расплывчатость, что, конечно, обусловлено и краткостью изложения, может вызвать искаженное представление у читателя о том, к каким мировоззренческим выводам приводят исследования в области самоорганизации, а ключевое для данной темы понятие -- понятие неустойчивости -- может предстать в одностороннем виде.
То же самое можно сказать и о рассуждениях Пригожина по поводу краха материализма и редукционизма.
Тем не менее, сам пафос статьи, посвященной вопросу: "Почему сегодня говорят о нестабильности?", не может не заставить задуматься. Действительно, согласно нашим представлениям, все сложные структуры в мире должны быть нестабильными, носить, например, колебательный характер. В одном режиме они локализуют и удерживают хаос в определенной форме, а в другом-- вблизи момента обострения -- само это удержание посредством положительной обратной связи способствует действию хаоса, что влечет за собой статистическое поведение системы и ее "радиоактивный" распад. Причем описанный механизм удивительно напоминает древние натурфилософские построения. Тут можно вспомнить и круги возрождений древних индусов, и цикличность эволюции мироздания Эмпедокла, и многое другое. Сопоставление этих учений с современными теоретическими представлениями могло бы иметь эвристическую ценность для дальнейших разработок в теории самоорганизации.
Беседу вел Я. И. Свирский
Читатели VIVOS VOCO! могут быть благодарны С. Коваленко,
предложившему опубликовать в Сети эту статью и любезно предоставившему её электронный текст
Илья Романович Пригожин родился 25 января 1917 года в Москве (Россия), в еврейской семье. В 1921 году семья Пригожиных была вынуждена эмигрировать из Советской России сначала в Каунас (Литва), затем в Берлин (Германия) и, наконец, в 1929 году - в Брюссель (Бельгия). В Брюсселе Пригожин поступил в Брюссельский Свободный Университет (Université Libre de Bruxelles), который окончил в 1942 году по специальности физическая химия. Став в 1943 году бакалавром естественных наук, написал диссертацию о значении времени в термодинамических системах, за которую в 1945 году был удостоен докторской степени. В 1947 году был назначен профессором Свободного Университета. Группа исследователей в Свободном Университете, работающая под его руководством, получила мировую известность как Брюссельская научная школа. С начала 1960-х годов жил в США, сначала в Чикаго, затем в Остине (штат Техас), где он в 1967 году основал Центр по изучению сложных квантовых систем (Center for Complex Quantum Systems), которым руководил до конца жизни.
Основная часть работ Пригожина посвящена неравновесной термодинамике и статистической механике необратимых процессов. Он установил существование неравновесных термодинамических систем, которые при определённых условиях, поглощая вещество и энергию из окружающего пространства, могут совершать качественный скачок к усложнению. При этом, такой скачок не может быть предсказан, исходя из классических законов статистики. Новые пространственно-временные образования, которые возникают в сильно неравновесных системах, по предложению Пригожина стали называть диссипативными структурами. В эволюции одной и той же системы могут возникать несколько диссипативных структур, а выбор одной из них происходит под действием флуктуаций частиц, образующих данную систему. В таких случаях говорят о самоорганизации системы. Главное внимание Пригожин уделял изучению того, как диссипация порождает порядок во времени и пространстве. Впоследствии он в своих исследованиях продвигался от конкретной модели поведения сложных систем в химии к глубоким мировоззренческим обобщениям о смене научной парадигмы и радикальных изменениях в видении мира. Развивал философию нестабильности, особое внимание уделял рассмотрению проблемы времени в физике, природе необратимости и свойствам самоорганизующихся систем.
Илья Романович Пригожин - автор ряда оригинальных теорий и концепций философии науки, а также один из основателей нового научного направления - системы миропонимания, обозначаемого как синергетика (см. ). Фундаментальные проблемы, которыми занимался учёный, охватывают огромный круг вопросов естествознания и мировосприятия, и не имеют чётких дисциплинарных рамок. Его работы рассматриваются многими учёными как связующее звено между естественными и общественными науками.
Илья Романович Пригожин
Илья Романович Пригожин родился 25 января 1917 года в Москве. Он был вторым сыном в семье инженера-химика Романа Пригожина и музыкантши Юлии (Вишман) Пригожиной. Благодаря стараниям матери Илья с детства играл на пианино. Ноты, как она позднее вспоминала, он научился читать раньше, чем слова.
В 1921 году семья Пригожиных эмигрировала из России. Сначала они жили в Литве и Германии, а с 1929 года поселились в Бельгии. Годы переездов, по словам Пригожина, породили у него «острую восприимчивость к переменам»: «Начав изучать физику и химию, я был поражен тем, что исчез фактор времени». Пригожин интересовался историей и философией. Будущее же свое он связывал с профессией концертирующего пианиста.
Начальное и среднее образование Пригожин 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 году бакалавром естественных наук, Пригожин написал диссертацию о значении времени и превращении в термодинамических системах, за которую два года спустя был удостоен докторской степени. В 1947 году он был назначен профессором физической химии в Свободном университете.
Как пишет Ю.А. Данилов: «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».
Наибольшую известность принесли ученому работы по феноменологической теории необратимых процессов, Пригожин является одним из основателей современной термодинамики неравновесных процессов.
Хотя основы термодинамики линейных необратимых процессов были заложены исследованиями Л. Онзагера, именно работы Пригожина дали толчок быстрому развитию этого раздела термодинамики, в результате чего термодинамика линейных необратимых процессов к настоящему времени стала столь же завершенной наукой, как и классическая термодинамика. Существенный вклад внес Пригожин и в термодинамику нелинейных необратимых процессов, т.е. в термодинамику систем, далеких от равновесия.
В работах Пригожина предложена оригинальная, так называемая локальная, формулировка второго начала термодинамики и использован в качестве базы для построения термодинамики неравновесных процессов принцип локального равновесия. Этот принцип сводится к утверждению, что в каждом малом элементе объема в целом неравновесной системы существует состояние локального равновесия, причем локальная энтропия является такой же функцией локальных макроскопических переменных, как и в равновесной системе. Этим самым сразу решается сложный вопрос об энтропии неравновесных состояний и возможность использования уравнения Гиббса для описания неравновесных систем.
Важную роль в построении термодинамики линейных необратимых процессов сыграла теорема, известная в литературе под названием теоремы Пригожина. Согласно этой теореме, в стационарном состоянии при фиксированных внешних параметрах скорость продукции энтропии (новое понятие, введенное в термодинамику ученым) в термодинамической системе минимальна. Это положение для закрытых систем было доказано еще Л. Онзагером. Однако именно Пригожин четко показал, что из этой теоремы вытекает совершенно иной критерий эволюции, чем критерий эволюции классической термодинамики, т.е. производство энтропии для необратимых процессов в открытой системе стремится к минимуму (критерий Пригожина).
Критерий эволюции классической термодинамики состоит в том, что энтропия для необратимых процессов в изолированной системе стремится к максимальной величине (критерий Клаузиуса). Теорема Пригожина разрешила важнейший для термодинамики линейных необратимых процессов вопрос о точной характеристике стационарного состояния открытой системы, что резко расширило область применения этого раздела термодинамики.
Как показал Пригожин, теорема о минимуме производства энтропии справедлива только в линейной области и может не выполняться для систем, далеких от равновесия. Поэтому для таких систем требуется новый критерий эволюции, который и был предложен Пригожиным и П. Глансдорфом.
Критерий Глансдорфа-Пригожина для нелинейной термодинамики был, по существу, первой попыткой построения критерия эволюции для систем, далеких от равновесия. В связи с этим возник и подробно разбирается в работах Пригожина вопрос об устойчивости неравновесных состояний систем, далеких от равновесия.
Изучение вопроса об устойчивости привело Пригожина к одному из самых значительных его открытий - к открытию диссипативных структур. В природе существуют два вида структур: равновесные и диссипативные. Равновесные структуры (например, кристаллы) образуются в ходе обратимых превращений, происходящих в системах, близких к равновесию.
Диссипативные структуры возникают в системах, далеких от равновесия, они существуют только благодаря обмену энергии и вещества с внешней средой и стабильны только до тех пор, пока связаны соответствующими потоками с окружающей средой.
Считая, что неравновесность может служить источником организации и порядка, Пригожин 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 году английский математик А.М. Тьюринг первым предположил, что термодинамические нестабильности типа тех, какие были выдвинуты Пригожиным и его коллегами, характерны для самоорганизующихся систем. В шестидесятые и семидесятые годы Пригожин 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. Пригожин предположил, что его теории и математические модели систем, которые зависят от времени, могут быть применимы к эволюционным и социальным схемам.
В 1961 году Пригожин женился на Марине Прокопович. У них родились два сына. В 1962 году он стал директором Сольвеевского международного института физики и химии в Брюсселе. В 1967 году ученого назначили директором Центра статистической механики и термодинамики Ильи Пригожина, который он основал при Техасском университете в Остине. С тех пор он работал одновременно и в Брюсселе и в Остине.
Пригожин 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). Он стал членом Бельгийской королевской академии наук, Нью-йоркской академии наук, Румынской академии наук, Королевского научного общества в Упсале и Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина».
В 1977 году Пригожину была присуждена Нобелевская премия по химии «за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур». «Исследования Пригожина в области термодинамики необратимых процессов коренным образом преобразовали и оживили эту науку», - сказал С. 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 Пригожина отличают также элегантность и прозрачность, поэтому ученого заслуженно называют "поэтом термодинамики"».
Пригожин не только директор Института Сольве в Брюсселе и Центра в Остине, но и неформальный лидер этих небольших, но весьма эффективных научных коллективов, их главный генератор идей.
Круг научных интересов Пригожина очень широк. Им опубликовано около 300 научных работ по различным проблемам физической химии, термодинамики и биологии, получены существенные результаты в таких несхожих областях науки, как теория растворов и статистическая механика, теория биологической эволюции и теория движения автотранспорта.
Пригожин 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.
