Ilya Prigogine

우리는 견딜 수 있고 소산할 수 있는 혼돈의 양에 정확히 비례하여 성장한다

비스카운트 Ilya Romanovich Prigogine는 산일 구조, 복잡 계, 그리고 비가역성에 대한 연구로 유명한 물리화학자이자 노벨상 수상자였다.

전기

Prigogine는 1917년 러시아 혁명 몇 개월 전 Moscow에서 유태인 가정에 태어났다. 그의 아버지 Roman Ruvim Abramovich Prigogine는 Imperial Moscow Technical School의 화학 엔지니어였고, 어머니 Yulia Vikhman은 피아니스트였다. 가족이 새로운 소비에트 체제에 비판적이었기 때문에 1921년 러시아를 떠났다. 먼저 Germany로 갔다가 1929년 Belgium으로 이주했고, Prigogine는 1949년 벨기에 국적을 취득했다. 그의 형 Alexandre 1913–1991은 조류학자가 되었다.

Prigogine은 Brussels의 Free University에서 화학을 공부했으며, 1950년에 교수가 되었다. 1959년에는 Belgium의 Brussels에 있는 International Solvay Institute의 디렉터로 임명되었다. 같은 해 그는 미국의 University of Texas at Austin에서 강의를 시작했고, 나중에 Regental Professor이자 Physics and Chemical Engineering의 Ashbel Smith Professor로 임명되었다. 1961년부터 1966년까지 그는 University of Chicago의 Enrico Fermi Institute에 소속되었다. Austin에서 1967년에 그는 현재 Center for Complex Quantum Systems인 Center for Thermodynamics and Statistical Mechanics를 공동 설립했다. 그 해에 그는 Belgium으로 돌아와 Center for Statistical Mechanics and Thermodynamics의 디렉터가 되었다.

그는 수많은 과학 조직의 회원이었으며, 수많은 상, 상금 및 53개의 명예 학위를 받았다. 1955년에 Ilya Prigogine은 Francqui Prize for Exact Sciences를 받았다. 비가역 열역학 연구로 1976년 Rumford Medal을 받았고, 1977년에는 노벨 화학상을 받았다. 1989년에 그는 벨기에 국왕으로부터 벨기에 귀족의 Viscount 칭호를 받았다. 그의 죽음까지 그는 Munich의 International Academy of Science의 회장이었으며, 1997년에는 전 세계 인정 기관인 International Commission on Distance Education CODE의 창립자 중 한 명이었다. Prigogine은 1985년 Heriot-Watt University로부터 명예박사 학위를 받았고, 1998년 Mexico City의 UNAM으로부터 명예 박사 학위를 받았다.

Prigogine는 처음에 벨기에 시인 Hélène Jofé와 결혼했으며, 저자로도 알려진 Hélène Prigogine이고 1945년에 아들 Yves를 낳았다. 이혼 후, 그는 1961년에 폴란드 태생의 화학자 Maria Prokopowicz와 결혼했으며, 저자로도 알려진 Maria Prigogine이다. 1970년에 그들은 아들 Pascal을 낳았다.

2003년에 그는 Humanist Manifesto에 서명한 22명의 노벨상 수상자 중 한 명이었다.

연구

Prigogine는 열역학 계가 평형에서 멀리 떨어져 있을 때 산일 구조의 정의와 그 역할로 가장 잘 알려져 있으며, 이 발견으로 1977년 노벨 화학상을 받았다. 요약하면, Ilya Prigogine는 화학 계에 에너지를 수입하고 소산하면 내부 자기 재조직화로 인해 새로운 구조가 나타날 수 있다는 것을 발견했으며, 따라서 산일 구조가 되었다. 1955년의 저작에서 Prigogine은 산일 구조와 Rayleigh-Bénard 불안정성 및 Turing 메커니즘 사이의 연결을 그렸다.

산일 구조 이론

산일 구조 이론은 자기 조직화 계의 선구적 연구뿐만 아니라 생물학적 실체의 복잡성 형성과 자연 과학에서 창의적이고 비가역적인 시간의 역할에 대한 철학적 탐구로 이어졌다. Joel Keizer와 Ronald Fox의 비판을 참조하라.

교수 Robert Herman과 함께, 그는 또한 도시 네트워크의 교통 모델인 2유체 모델의 기초를 개발했으며, 이는 고전 통계 역학의 2유체 모델과 유사하다.

Prigogine의 자기 조직화의 형식적 개념은 또한 일반 계 이론과 열역학 사이의 "보완적 다리"로 사용되었으며, 일부 중요한 계 이론 개념의 모호함을 조화시켰다.

물리학의 미해결 문제에 대한 작업

후기에 그의 연구는 고전 및 양자 수준 모두에서 비선형 계의 근본적인 부정확성의 역할에 집중했다. Prigogine과 공동 연구자들은 양자 역학의 Liouville 공간 확장을 제안했다. Liouville 공간은 Hilbert 공간에 작용하는 자기 수반 선형 연산자의 집합으로 형성된 벡터 공간이며, 내적으로 장착된다. 각 선형 연산자를 Liouville 공간으로 매핑하는 것이 존재하지만, Liouville 공간의 모든 자기 수반 연산자가 Hilbert 공간에 대응하지는 않으며, 이러한 의미에서 Liouville 공간은 Hilbert 공간보다 더 풍부한 구조를 가진다. Prigogine과 공동 연구자들의 Liouville 공간 확장 제안은 열역학의 시간 화살표 문제와 양자 역학의 측정 문제를 해결하는 것을 목표로 했다.

Prigogine는 Isabelle Stengers와 함께 여러 책을 공저했으며, 여기에는 The End of Certainty와 La Nouvelle Alliance Order out of Chaos가 포함된다.

확실성의 끝

1996년 저작 La Fin des certitudes에서, Isabelle Stengers와의 공동으로 작성되었으며 1997년 영어로 The End of Certainty: Time, Chaos, and the New Laws of Nature로 출판되었으며, Prigogine은 결정론이 더 이상 실행 가능한 과학적 신념이 아니라고 주장한다: "우리가 우주에 대해 더 많이 알수록, 결정론을 믿기가 더 어려워진다." 이는 Newton, Einstein 및 Schrödinger의 접근 방식에서 벗어난 주요한 변화이며, 이들 모두 자신의 이론을 결정론적 방정식으로 표현했다. Prigogine에 따르면, 결정론은 비가역성과 불안정성에 직면하여 설명력을 잃는다.

Prigogine는 결정론에 대한 논쟁을 Darwin으로 거슬러 올라간다. Darwin은 진화하는 집단에 따른 개별 변동성을 설명하려는 시도가 Ludwig Boltzmann이 개별 입자가 아닌 입자 집단의 관점에서 가스의 거동을 설명하도록 영감을 주었다. 이것은 통계 역학 분야로 이어졌고 가스가 비가역 과정을 거친다는 실현으로 이어졌다. 결정론적 물리학에서 모든 과정은 시간 반전 가능하며, 시간을 통해 역방향뿐만 아니라 앞으로도 진행할 수 있음을 의미한다. Prigogine이 설명하듯이, 결정론은 근본적으로 시간 화살표의 거부이다. 시간 화살표가 없으면, "현재"로 알려진 특권 있는 순간이 더 이상 없으며, 이는 결정된 "과거"를 따르고 미결정 "미래"를 선행한다. 모든 시간이 단순히 주어지며, 미래는 과거만큼 결정되거나 미결정된다. 비가역성으로, 시간 화살표가 물리학으로 재도입된다. Prigogine은 확산, 방사성 붕괴, 태양 복사, 기상 및 생명의 출현과 진화를 포함하여 비가역성의 수많은 예를 언급한다. 날씨 시스템처럼 유기체는 열역학적 평형에서 멀리 떨어져 있는 불안정한 계이다. 불안정성은 표준 결정론적 설명에 저항한다. 대신, 초기 조건에 대한 민감성 때문에 불안정한 계는 확률 측면에서만, 즉 확률의 관점에서만 설명할 수 있다.

Prigogine는 Newton 물리학이 이제 세 번 "확장"되었다고 주장한다: 먼저 일반 상대성 이론에 시공간 도입, 다음으로 양자 역학에서 파동 함수 사용, 마지막으로 불안정한 계 혼돈 이론 연구에서 부정확성의 인식.

출판물

• 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.