Ilya Prigogine

Cresciamo in proporzione diretta alla quantità di caos che possiamo sostenere e dissipare

Il Visconte Ilya Romanovich Prigogine era un chimico fisico e premio Nobel noto per il suo lavoro sulle strutture dissipative, i sistemi complessi e l'irreversibilità.

Biografia

Prigogine nacque a Mosca pochi mesi prima della Rivoluzione russa del 1917, in una famiglia ebrea. Suo padre, Roman Ruvim Abramovich Prigogine, era un ingegnere chimico presso la Scuola tecnica imperiale di Mosca; sua madre, Yulia Vikhman, era una pianista. Poiché la famiglia era critica nei confronti del nuovo sistema sovietico, lasciarono la Russia nel 1921. Andarono prima in Germania e nel 1929 in Belgio, dove Prigogine ottenne la cittadinanza belga nel 1949. Suo fratello Alexandre 1913–1991 divenne un ornitologo.

Prigogine studiò chimica presso l'Università libera di Bruxelles, dove nel 1950 divenne professore. Nel 1959 fu nominato direttore dell'Istituto Solvay internazionale a Bruxelles, Belgio. In quell'anno iniziò anche a insegnare presso l'Università del Texas ad Austin negli Stati Uniti, dove in seguito fu nominato Regental Professor e Ashbel Smith Professor di Fisica e Ingegneria chimica. Dal 1961 al 1966 fu affiliato all'Istituto Enrico Fermi presso l'Università di Chicago. Ad Austin, nel 1967, ha co-fondato il Center for Thermodynamics and Statistical Mechanics, ora Center for Complex Quantum Systems. In quell'anno tornò anche in Belgio, dove divenne direttore del Center for Statistical Mechanics and Thermodynamics.

Fu membro di numerose organizzazioni scientifiche e ricevette numerosi premi, riconoscimenti e 53 lauree honoris causa. Nel 1955, Ilya Prigogine ricevette il Premio Francqui per le Scienze esatte. Per il suo studio sulla termodinamica irreversibile, ricevette la Medaglia Rumford nel 1976 e nel 1977 il Premio Nobel per la Chimica. Nel 1989 ricevette il titolo di Visconte della nobiltà belga dal Re dei Belgi. Fino alla sua morte fu presidente dell'Accademia internazionale di scienze di Monaco e nel 1997 fu uno dei fondatori della Commissione internazionale per l'educazione a distanza CODE, un'agenzia di accreditamento mondiale. Prigogine ricevette una laurea honoris causa dall'Università Heriot-Watt nel 1985 e nel 1998 gli fu conferito un dottorato honoris causa dall'UNAM a Città del Messico.

Prigogine fu sposato dapprima con la poetessa belga Hélène Jofé, autrice anche conosciuta come Hélène Prigogine, e nel 1945 ebbero un figlio Yves. Dopo il divorzio, sposò la chimica di origine polacca Maria Prokopowicz, conosciuta anche come Maria Prigogine nel 1961. Nel 1970 ebbero un figlio Pascal.

Nel 2003 fu uno dei 22 premi Nobel che firmarono il Manifesto umanista.

Ricerca

Prigogine è noto soprattutto per la sua definizione di strutture dissipative e il loro ruolo nei sistemi termodinamici lontani dall'equilibrio, una scoperta che gli valse il Premio Nobel per la Chimica nel 1977. In sintesi, Ilya Prigogine scoprì che l'importazione e la dissipazione di energia nei sistemi chimici potevano risultare nell'emergenza di nuove strutture, quindi strutture dissipative, dovute all'auto-riorganizzazione interna. Nel suo testo del 1955, Prigogine tracciò collegamenti tra strutture dissipative e l'instabilità di Rayleigh-Bénard e il meccanismo di Turing.

Teoria delle strutture dissipative

La teoria delle strutture dissipative ha portato a ricerche pioneristiche nei sistemi auto-organizzati, così come a indagini filosofiche sulla formazione della complessità nelle entità biologiche e la ricerca di un ruolo creativo e irreversibile del tempo nelle scienze naturali. Vedi la critica di Joel Keizer e Ronald Fox.

Con il professore Robert Herman, sviluppò anche le basi del modello a due fluidi, un modello di traffico nell'ingegneria del traffico per le reti urbane, analogo al modello a due fluidi nella meccanica statistica classica.

Il concetto formale di auto-organizzazione di Prigogine fu utilizzato anche come "ponte complementare" tra la teoria dei sistemi generali e la termodinamica, conciliando l'offuscamento di alcuni importanti concetti della teoria dei sistemi

Lavoro su problemi irrisolti della fisica

Negli ultimi anni, il suo lavoro si concentrò sul ruolo fondamentale dell'indeterminismo nei sistemi nonlineari sia a livello classico che quantistico. Prigogine e i suoi collaboratori proposero un'estensione dello spazio di Liouville della meccanica quantistica. Uno spazio di Liouville è lo spazio vettoriale formato dall'insieme degli operatori lineari autoaggiunti, equipaggiato con un prodotto interno, che agiscono su uno spazio di Hilbert. Esiste una mappatura di ogni operatore lineare nello spazio di Liouville, tuttavia non ogni operatore autoaggiunto dello spazio di Liouville ha una controparte nello spazio di Hilbert, e in questo senso lo spazio di Liouville ha una struttura più ricca dello spazio di Hilbert. La proposta di estensione dello spazio di Liouville di Prigogine e dai suoi collaboratori mirava a risolvere il problema della freccia del tempo della termodinamica e il problema della misurazione della meccanica quantistica.

Prigogine co-autore di diversi libri con Isabelle Stengers, inclusi The End of Certainty e La Nouvelle Alliance Order out of Chaos.

The End of Certainty

Nel suo libro del 1996, La Fin des certitudes, scritto in collaborazione con Isabelle Stengers e pubblicato in inglese nel 1997 come The End of Certainty: Time, Chaos, and the New Laws of Nature, Prigogine sostiene che il determinismo non è più una credenza scientifica praticabile: "Più sappiamo del nostro universo, più difficile diventa credere nel determinismo." Questo rappresenta un allontanamento importante dall'approccio di Newton, Einstein e Schrödinger, i quali espressero le loro teorie in termini di equazioni deterministiche. Secondo Prigogine, il determinismo perde il suo potere esplicativo di fronte all'irreversibilità e all'instabilità.

Prigogine traccia la disputa sul determinismo fino a Darwin, il cui tentativo di spiegare la variabilità individuale secondo le popolazioni in evoluzione ispirò Ludwig Boltzmann a spiegare il comportamento dei gas in termini di popolazioni di particelle piuttosto che di particelle individuali. Ciò portò al campo della meccanica statistica e alla realizzazione che i gas subiscono processi irreversibili. Nella fisica deterministica, tutti i processi sono reversibili nel tempo, il che significa che possono procedere all'indietro così come in avanti nel tempo. Come spiega Prigogine, il determinismo è fondamentalmente una negazione della freccia del tempo. Senza una freccia del tempo, non esiste più un momento privilegiato noto come il "presente", che segue un "passato" determinato e precede un "futuro" indeterminato. Tutto il tempo è semplicemente dato, con il futuro determinato o indeterminato quanto il passato. Con l'irreversibilità, la freccia del tempo viene reintrodotta nella fisica. Prigogine cita numerosi esempi di irreversibilità, inclusi la diffusione, il decadimento radioattivo, la radiazione solare, il clima e l'emergenza e l'evoluzione della vita. Come i sistemi meteorologici, gli organismi sono sistemi instabili che esistono lontano dall'equilibrio termodinamico. L'instabilità resiste alla spiegazione deterministica standard. Invece, a causa della sensibilità alle condizioni iniziali, i sistemi instabili possono essere spiegati solo statisticamente, cioè in termini di probabilità.

Prigogine sostiene che la fisica newtoniana è stata ora "estesa" tre volte: prima con l'introduzione dello spaziotempo nella relatività generale, poi con l'uso della funzione d'onda nella meccanica quantistica, e infine con il riconoscimento dell'indeterminismo nello studio dei sistemi instabili e della teoria del caos.

Pubblicazioni

• Prigogine, I.; Defay, R. 1954. Chemical Thermodynamics. London: Longmans Green and Co.
• Prigogine, I. 1955. Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes. Springfield, Illinois: Charles C. Thomas Publisher.
• Prigogine, Ilya 1957. The Molecular Theory of Solutions. Amsterdam: North Holland Publishing Company.
• Prigogine, Ilya 1961. Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes Second ed.. New York: Interscience. OCLC 219682909.
• Defay, R. & Prigogine, I. 1966. Surface tension and adsorption. Longmans, Green & Co. LTD.
• Glansdorff, Paul; Prigogine, I. 1971. Thermodynamics Theory of Structure, Stability and Fluctuations. London: Wiley-Interscience.
• Prigogine, Ilya; Herman, R. 1971. Kinetic Theory of Vehicular Traffic. New York: American Elsevier. ISBN 0-444-00082-8.
• Prigogine, Ilya; Nicolis, G. 1977. Self-Organization in Non-Equilibrium Systems. Wiley. ISBN 0-471-02401-5.
• Prigogine, Ilya 1980. From Being To Becoming. Freeman. ISBN 0-7167-1107-9.
• Prigogine, Ilya; Stengers, Isabelle 1984. Order out of Chaos: Man's new dialogue with nature. Flamingo. ISBN 0-00-654115-1.
• Prigogine, I. The Behavior of Matter under Nonequilibrium Conditions: Fundamental Aspects and Applications in Energy-oriented Problems, United States Department of Energy, Progress Reports: September 1984 – November 1987, 7 October 1987. Department of Physics at the University of Texas-Austin 15 April 1988 – 14 April 1989, January 1989, Center for Studies in Statistical Mathematics at the University of Texas-Austin. 15 April 1990 – 14 April 1991, December 1990, Center for Studies in Statistical Mechanics and Complex Systems at the University of Texas-Austin.
• September 1984 – November 1987, 7 October 1987. Department of Physics at the University of Texas-Austin
• 15 April 1988 – 14 April 1989, January 1989, Center for Studies in Statistical Mathematics at the University of Texas-Austin.
• 15 April 1990 – 14 April 1991, December 1990, Center for Studies in Statistical Mechanics and Complex Systems at the University of Texas-Austin.
• Nicolis, G.; Prigogine, I. 1989. Exploring complexity: An introduction. New York, NY: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-1859-6.
• Prigogine, I. "Time, Dynamics and Chaos: Integrating Poincare's 'Non-Integrable Systems'", Center for Studies in Statistical Mechanics and Complex Systems at the University of Texas-Austin, United States Department of Energy-Office of Energy Research, Commission of the European Communities October 1990.
• Prigogine, Ilya 1993. Chaotic Dynamics and Transport in Fluids and Plasmas: Research Trends in Physics Series. New York: American Institute of Physics. ISBN 0-88318-923-2.
• Prigogine, Ilya; Stengers, Isabelle 1997. The End of Certainty. The Free Press. ISBN 978-0-684-83705-5.CS1 maint: ref=harv link
• Kondepudi, Dilip; Prigogine, Ilya 1998. Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures. Wiley. ISBN 978-0-471-97394-2.
• Prigogine, Ilya 2002. Advances in Chemical Physics. New York: Wiley InterScience. ISBN 978-0-471-26431-6. Archived from the original on 17 December 2012. Retrieved 29 July 2008.
• Editor with Stuart A. Rice of the Advances in Chemical Physics[dead link] book series published by John Wiley & Sons presently over 140 volumes
• Prigogine I, papers and interviews Is future given?, World Scientific, 2003. ISBN 9789812385086 145p.