成就
普里戈金長期從事關(guān)于不可逆過程熱力學(也稱非平衡態(tài)熱力學)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程熱力學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程整個范圍內(nèi)的一般發(fā)展判據(jù),并發(fā)展了非線性不可逆過程熱力學的穩(wěn)定性理論,提出了耗散結(jié)構(gòu)理論,為認識自然界中(特別是生命體系中)發(fā)生的各種自組織現(xiàn)象開辟了一條新路。耗散結(jié)構(gòu)理論在自然科學及社會科學的許多領(lǐng)域有重要的用途。因創(chuàng)立熱力學中的耗散結(jié)構(gòu)理論,普里戈金獲1977年諾貝爾化學獎。普里戈金在物理化學和理論物理學的其他方面,如化學熱力學、溶液理論、非平衡統(tǒng)計力學等,都有重大的貢獻。他的主要著作有《化學熱力學》、《不可逆過程熱力學導論》、《非平衡統(tǒng)計力學》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,以牛頓力學為代表的近代科學,描述的是一個鐘表式的自然界,一個軌道的、永無發(fā)展的靜態(tài)世界,一個相對靜止和存在絕對化的世界。這集中地體現(xiàn)在以牛頓為代表的經(jīng)典物理學中:作為參數(shù)的時間t換為-t有相同的結(jié)果,時間可逆、未來和過去看來沒有實質(zhì)性的區(qū)別。而近代的熱力學成果正如熱力學第二定律指出的,一個封閉系統(tǒng)只會自發(fā)地熵增、走向無規(guī)無序。這里揭示的,是一個不斷演化的、時間有方向的世界。生物進化論也告訴人們,生命世界處于不斷向上發(fā)展之中,時間之矢不可逆地指向未來,形態(tài)越高,變化越快。
在普里戈金看來,兩類時間,前者給出靜止的存在的世界圖景,后者傳遞了動態(tài)的演化的世界圖景。正是這種科學基礎(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,分成了無過程無歷史無激情的科學文化和有經(jīng)歷有歷史有情感的人文文化。而且,兩種箭頭,前者導致了克勞修斯“熱寂說”,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;后者卻是一個從低級向高級、由簡單到復雜、直至產(chǎn)生出人這樣的萬物之靈的進化過程,達爾文進化論向我們呈現(xiàn)了一幅蓬勃向上、生機盎然的自然圖景。這是兩種多么不一樣的圖景。
詳細介紹
科學,更一般地說,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而步入二十世紀的。甚至在二十世紀初建立起相對論和量子論的物理學革命中,上述問題基本上沒有受到觸動,更談不上得到真正的解決了。
對于普里戈金來說,要解決這些問題,科學就必須要重新發(fā)現(xiàn)時間,就需要從近代科學以來以超然于自然界、站在時間之河的岸上的態(tài)度來看自然界,轉(zhuǎn)到融入大自然和時間之中來認識大自然、認識時間,從而在新的高度上把克勞修斯退化論與達爾文進化論統(tǒng)一起來,同時才可能將存在的靜止的世界圖景與演化的過程的世界圖景、自然科學文化和社會人文文化的巨大分裂加以彌合。
個人其他信息
普里戈金在二十世紀四十年代于平衡態(tài)附近的熱力學的研究中,證明了著名的最小熵定理。接下來,他的研究深入到遠離平衡態(tài)的熱力學,又經(jīng)過二十年的奮斗,終于建立起來耗散結(jié)構(gòu)理論。1967年,普里戈金首次在一次國際學術(shù)會議上發(fā)表了關(guān)于耗散結(jié)構(gòu)理論的研究成果,正是這項果使他獲得了諾貝爾化學獎。 耗散結(jié)構(gòu)理論和非平衡態(tài)熱力學的研究,僅是重要的科學成果的進展,而且還昭示了一種新的自組織的發(fā)展觀。
封閉沒有發(fā)展,平衡也沒有發(fā)展,這是耗散結(jié)構(gòu)理論的基本結(jié)論。十九世紀的平衡態(tài)熱力學已經(jīng)告訴我們,一個孤立封閉的系統(tǒng),只會自發(fā)地發(fā)生熵增,自發(fā)地走向崩潰瓦解。換言之,開放和非平衡是系統(tǒng)發(fā)展的必要前提。普里戈金對此進行了深入的探討,提出并建立起耗散結(jié)構(gòu)理論。耗散結(jié)構(gòu)理論有一個簡潔的基本公式:dS=deS+diS。按照普里戈金的意思,它表達的是這樣的一個基本思想,一個遠離平衡的開放系統(tǒng)(不論它是物理、化學的,還是生物學、生態(tài)學的,乃至是社會、經(jīng)濟或精神的),通過與環(huán)境進行物質(zhì)、能量和信息的交換即通過物質(zhì)、能量和信息的耗散,從而就可能自發(fā)組織起來,實現(xiàn)從無序到有序的轉(zhuǎn)變,形成具有一定組織和秩序的動態(tài)結(jié)構(gòu)。這里強調(diào)的是,通過交換和耗散,只要從環(huán)境引入的負熵(deS)大于系統(tǒng)的自發(fā)的熵增(diS〉0),系統(tǒng)整體上就可以實現(xiàn)熵的減少(dS=deS+diS〈0),當系統(tǒng)進入非平衡態(tài),其中的非線性相互作用得以表現(xiàn)出來,就可能形成新的有序結(jié)構(gòu)。
發(fā)展是通過漲落達到有序,自組織的機制就是通過漲落的有序,這是耗散結(jié)構(gòu)理論的又一個重要結(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,漲落是對系統(tǒng)的穩(wěn)定的平均的狀態(tài)的偏離;例如,人們的個子有高有低,也可以看作是對于平均身高的偏離。從系統(tǒng)的演化過程來看,漲落是系統(tǒng)同一發(fā)展演化過程之中的差異,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,當一定的漲落得到系統(tǒng)整體的響應(yīng)時,小的漲落就被放大成為引起系統(tǒng)整體進入新的有序態(tài)的巨漲落。星星之火,可以燎原,漲落就是燎原的火種。
評價
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,事物的命運也就決定了,就將沿著一條軌道運行下去,而且還將可以沿著這條軌道折身返回。這樣的觀點,在十八世紀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“預知五百年”乃至永遠,F(xiàn)在,耗散結(jié)構(gòu)理論開始向我們表明,復雜系統(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)展過程。置身于一個既非全然確定無疑的世界,也非置身于一個全然變化無常的世界,而是置身于一個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。