成就
普里戈金長(zhǎng)期從事關(guān)于不可逆過(guò)程熱力學(xué)(也稱非平衡態(tài)熱力學(xué))的研究。1945年他提出了最小熵產(chǎn)生定理,該定理是線性不可逆過(guò)程熱力學(xué)理論的主要基石之一。他和同事們于60年代提出了適用于不可逆過(guò)程整個(gè)范圍內(nèi)的一般發(fā)展判據(jù),并發(fā)展了非線性不可逆過(guò)程熱力學(xué)的穩(wěn)定性理論,提出了耗散結(jié)構(gòu)理論,為認(rèn)識(shí)自然界中(特別是生命體系中)發(fā)生的各種自組織現(xiàn)象開(kāi)辟了一條新路。耗散結(jié)構(gòu)理論在自然科學(xué)及社會(huì)科學(xué)的許多領(lǐng)域有重要的用途。因創(chuàng)立熱力學(xué)中的耗散結(jié)構(gòu)理論,普里戈金獲1977年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。普里戈金在物理化學(xué)和理論物理學(xué)的其他方面,如化學(xué)熱力學(xué)、溶液理論、非平衡統(tǒng)計(jì)力學(xué)等,都有重大的貢獻(xiàn)。他的主要著作有《化學(xué)熱力學(xué)》、《不可逆過(guò)程熱力學(xué)導(dǎo)論》、《非平衡統(tǒng)計(jì)力學(xué)》和《非平衡系統(tǒng)中的自組織》等。
病逝
2003年5月28日,普里戈金(I.Prigogine)逝世于布魯塞爾。
理論
普里戈金指出,以牛頓力學(xué)為代表的近代科學(xué),描述的是一個(gè)鐘表式的自然界,一個(gè)軌道的、永無(wú)發(fā)展的靜態(tài)世界,一個(gè)相對(duì)靜止和存在絕對(duì)化的世界。這集中地體現(xiàn)在以牛頓為代表的經(jīng)典物理學(xué)中:作為參數(shù)的時(shí)間t換為-t有相同的結(jié)果,時(shí)間可逆、未來(lái)和過(guò)去看來(lái)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的區(qū)別。而近代的熱力學(xué)成果正如熱力學(xué)第二定律指出的,一個(gè)封閉系統(tǒng)只會(huì)自發(fā)地熵增、走向無(wú)規(guī)無(wú)序。這里揭示的,是一個(gè)不斷演化的、時(shí)間有方向的世界。生物進(jìn)化論也告訴人們,生命世界處于不斷向上發(fā)展之中,時(shí)間之矢不可逆地指向未來(lái),形態(tài)越高,變化越快。
在普里戈金看來(lái),兩類時(shí)間,前者給出靜止的存在的世界圖景,后者傳遞了動(dòng)態(tài)的演化的世界圖景。正是這種科學(xué)基礎(chǔ)上的矛盾,使得我們的世界被一分為二,從而文化也被一分為二,分成了無(wú)過(guò)程無(wú)歷史無(wú)激情的科學(xué)文化和有經(jīng)歷有歷史有情感的人文文化。而且,兩種箭頭,前者導(dǎo)致了克勞修斯“熱寂說(shuō)”,描述了一幅江河日下、宇宙在自發(fā)走向死亡的退化論自然圖景;后者卻是一個(gè)從低級(jí)向高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、直至產(chǎn)生出人這樣的萬(wàn)物之靈的進(jìn)化過(guò)程,達(dá)爾文進(jìn)化論向我們呈現(xiàn)了一幅蓬勃向上、生機(jī)盎然的自然圖景。這是兩種多么不一樣的圖景。
詳細(xì)介紹
科學(xué),更一般地說(shuō),我們的文化,竟然是帶著如此深刻的矛盾和難題告別十九世紀(jì)而步入二十世紀(jì)的。甚至在二十世紀(jì)初建立起相對(duì)論和量子論的物理學(xué)革命中,上述問(wèn)題基本上沒(méi)有受到觸動(dòng),更談不上得到真正的解決了。
對(duì)于普里戈金來(lái)說(shuō),要解決這些問(wèn)題,科學(xué)就必須要重新發(fā)現(xiàn)時(shí)間,就需要從近代科學(xué)以來(lái)以超然于自然界、站在時(shí)間之河的岸上的態(tài)度來(lái)看自然界,轉(zhuǎn)到融入大自然和時(shí)間之中來(lái)認(rèn)識(shí)大自然、認(rèn)識(shí)時(shí)間,從而在新的高度上把克勞修斯退化論與達(dá)爾文進(jìn)化論統(tǒng)一起來(lái),同時(shí)才可能將存在的靜止的世界圖景與演化的過(guò)程的世界圖景、自然科學(xué)文化和社會(huì)人文文化的巨大分裂加以彌合。
個(gè)人其他信息
普里戈金在二十世紀(jì)四十年代于平衡態(tài)附近的熱力學(xué)的研究中,證明了著名的最小熵定理。接下來(lái),他的研究深入到遠(yuǎn)離平衡態(tài)的熱力學(xué),又經(jīng)過(guò)二十年的奮斗,終于建立起來(lái)耗散結(jié)構(gòu)理論。1967年,普里戈金首次在一次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表了關(guān)于耗散結(jié)構(gòu)理論的研究成果,正是這項(xiàng)果使他獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 耗散結(jié)構(gòu)理論和非平衡態(tài)熱力學(xué)的研究,僅是重要的科學(xué)成果的進(jìn)展,而且還昭示了一種新的自組織的發(fā)展觀。
封閉沒(méi)有發(fā)展,平衡也沒(méi)有發(fā)展,這是耗散結(jié)構(gòu)理論的基本結(jié)論。十九世紀(jì)的平衡態(tài)熱力學(xué)已經(jīng)告訴我們,一個(gè)孤立封閉的系統(tǒng),只會(huì)自發(fā)地發(fā)生熵增,自發(fā)地走向崩潰瓦解。換言之,開(kāi)放和非平衡是系統(tǒng)發(fā)展的必要前提。普里戈金對(duì)此進(jìn)行了深入的探討,提出并建立起耗散結(jié)構(gòu)理論。耗散結(jié)構(gòu)理論有一個(gè)簡(jiǎn)潔的基本公式:dS=deS+diS。按照普里戈金的意思,它表達(dá)的是這樣的一個(gè)基本思想,一個(gè)遠(yuǎn)離平衡的開(kāi)放系統(tǒng)(不論它是物理、化學(xué)的,還是生物學(xué)、生態(tài)學(xué)的,乃至是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)或精神的),通過(guò)與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換即通過(guò)物質(zhì)、能量和信息的耗散,從而就可能自發(fā)組織起來(lái),實(shí)現(xiàn)從無(wú)序到有序的轉(zhuǎn)變,形成具有一定組織和秩序的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。這里強(qiáng)調(diào)的是,通過(guò)交換和耗散,只要從環(huán)境引入的負(fù)熵(deS)大于系統(tǒng)的自發(fā)的熵增(diS〉0),系統(tǒng)整體上就可以實(shí)現(xiàn)熵的減少(dS=deS+diS〈0),當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入非平衡態(tài),其中的非線性相互作用得以表現(xiàn)出來(lái),就可能形成新的有序結(jié)構(gòu)。
發(fā)展是通過(guò)漲落達(dá)到有序,自組織的機(jī)制就是通過(guò)漲落的有序,這是耗散結(jié)構(gòu)理論的又一個(gè)重要結(jié)論。漲落也被稱作起伏,通常被看作是噪聲、干擾。從系統(tǒng)的存在狀態(tài)上看,漲落是對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定的平均的狀態(tài)的偏離;例如,人們的個(gè)子有高有低,也可以看作是對(duì)于平均身高的偏離。從系統(tǒng)的演化過(guò)程來(lái)看,漲落是系統(tǒng)同一發(fā)展演化過(guò)程之中的差異,也表現(xiàn)出發(fā)展成果中的不平衡。漲落普遍存在,只要是由大量子系統(tǒng)或要素組成的宏觀系統(tǒng),其中就必定存在著一定的漲落。在傳統(tǒng)的思維中,漲落僅僅被看作某種不利于系統(tǒng)穩(wěn)定存在的因素,只被看作干擾、破壞性因素,是人們不希望的、討厭的東西。耗散結(jié)構(gòu)理論的重要發(fā)現(xiàn)是,漲落可以是系統(tǒng)的創(chuàng)新之源,漲落也可以是系統(tǒng)發(fā)展的建設(shè)性因素。在一定的條件下,當(dāng)一定的漲落得到系統(tǒng)整體的響應(yīng)時(shí),小的漲落就被放大成為引起系統(tǒng)整體進(jìn)入新的有序態(tài)的巨漲落。星星之火,可以燎原,漲落就是燎原的火種。
評(píng)價(jià)
發(fā)展并非一往直前,而是充滿著分叉和選擇。這也是耗散結(jié)構(gòu)理論新發(fā)現(xiàn)的重要組成部分,也是《確定性的終結(jié)》的基本涵義。近代科學(xué)提供給世人的是一幅靜態(tài)的軌道圖景,只要前提條件給定了,事物的命運(yùn)也就決定了,就將沿著一條軌道運(yùn)行下去,而且還將可以沿著這條軌道折身返回。這樣的觀點(diǎn),在十八世紀(jì)提出的著名的拉普拉斯決定論中得到了集中的體現(xiàn),只要知道了事物的前提條件,就不止是“前知五百年”,還可以“預(yù)知五百年”乃至永遠(yuǎn),F(xiàn)在,耗散結(jié)構(gòu)理論開(kāi)始向我們表明,復(fù)雜系統(tǒng)的從存在到生成、從混沌之中涌現(xiàn)有序,是不可逆的充滿著不確定性的發(fā)展過(guò)程。置身于一個(gè)既非全然確定無(wú)疑的世界,也非置身于一個(gè)全然變化無(wú)常的世界,而是置身于一個(gè)決定論和非決定論在系統(tǒng)的發(fā)展中難分難解地聯(lián)系在一起的世界。