Ίλια Πριγκοζίν: "Ο κύριος ...Χάος"

Ίλια Πριγκοζίν



 "η φύση φαίνεται σαν ιστορία, σαν αφήγηση"

                                  "Universe is a construction in progress, in which we participate"

Ρώσος στην καταγωγή, γεννημένος στη Μόσχα, λίγους μήνες πριν την Οκτωβριανή Επανάσταση, από οικογένεια που μετανάστευσε στη Γερμανία αρχικά (1921) και στο Βέλγιο αργότερα, όπου ο Ίλια Ρομάνοβιτς Πριγκοζίν έλαβε τη βελγική υπηκοότητα, το 1949, ταυτόχρονα με την έδρα Χημείας στο Πανεπιστήμιο των Βρυξελλών.

Δίδαξε φυσική και χημεία στο Παν/μιο του Τέξας στις ΗΠΑ, όπου ανέπτυξε ερευνητική δραστηριότητα στο Κέντρο Πολύπλοκων Κβαντικών Συστημάτων, που φέρει το όνομά του. Το 1967 επιστρέφει στο Βέλγιο όπου ιδρύει και διευθύνει το διεθνές ερευνητικό Κέντρο Solvay, για τη Στατιστική και τη Θερμοδυναμική. Βοηθός του για 10 χρόνια ένας δικός μας,  έλληνας μαθηματικός, ο κ. Ι. Αντωνίου.

Το 1977 του απονεμήθηκε το Νόμπελ της Χημείας για την ανακάλυψη των δομών έκλυσης και τις μελέτες του σχετικά με το ρόλο τους στα θερμοδυναμικά συστήματα μακράν της ισορροπίας.

Η διαδρομή του προβληματισμού του Ίλια Πριγκοζίν είναι πραγματικά εντυπωσιακή, όπως και η ευρυμάθεια του και τόσο πολύπλοκη, όσο και το αγαπημένο του χάος: ξεκίνησε αρχικά με σπουδές στη φιλοσοφία, αλλά γρήγορα πέρασε στην ψυχολογία και την ιστορία, από εκεί στη βιολογία, για να καταλήξει στη χημεία και τη θερμοδυναμική.
Στην πορεία, συνειδητοποιώντας ότι τα γνωστά ως τώρα μαθηματικά είναι ανεπαρκή για την περιγραφή των χαοτικών συστημάτων, προχωράει στη δημιουργία της Προχωρημένης Συναρτησιακής Ανάλυσης.

Μια μεγάλη και καθολική αλήθεια είναι ότι ο έλεγχος μιας οποιασδήποτε υπόθεσης, μιας θεωρίας, δίνει εξαιρετικά αποτελέσματα όταν γίνεται στα όρια της. Στις ακραίες καταστάσεις όλα μπορεί να φανούν εξαιρετικά απρόσμενα και ανατρεπτικά διαφορετικά από το σύνηθες. Την αλήθεια αυτή ακολούθησε διαισθητικά ο νεαρός Ίλια και έστρεψε από νωρίς το ενδιαφέρον του στο τι μπορεί να προκύψει από την μελέτη ενός θερμοδυναμικού συστήματος μακριά από την ισορροπία του (πχ σε μια χημική αντίδραση που εξελίσσεται με πολύ μεγάλη ταχύτητα, πριν προλάβει να έρθει σε μια συνήθη κατάσταση ήπιας εξέλιξης, με μικρή ταχύτητα). Το ρίσκο ήταν μεγάλο.

Ο μαθητής και στενός του συνεργάτης κ. Ι. Αντωνίου, μαζί του στη φωτογραφία αριστερά, έλεγε κάποτε χαρακτηριστικά ότι, η επιλογή πεδίου έρευνας για έναν νέο ερευνητή, είναι σαν το στοίχημα στον ιππόδρομο. Μπορείς να ποντάρεις στο φαβορί, με μικρό αναμενόμενο κέρδος ή να ρισκάρεις σε ένα αουτσάϊντερ, που αν "κάτσει" θα σου τα φέρει χοντρά.

"Research is like horse betting, interesting return is with the outsiders, but there is high risk to lose everything".

Η επιλογή του νεαρού Ίλια δικαιώθηκε με τον καλύτερο τρόπο. Τον οδήγησε σε έναν νέο κόσμο μαγικό, τον πραγματικό κόσμο, όπου τίποτα δεν βρίσκεται πραγματικά σε κατάσταση ισορροπίας. Και ήταν εκεί που παρατήρησε φαινόμενα εκπληκτικά: παραγωγή αρνητικής εντροπίας, που οδηγεί σε δημιουργία τάξης, σε ανάδυση οργάνωσης μέσα από την τυχαιότητα, σε χημικές ταλαντώσεις, διακλαδώσεις και γέννηση νέων δομών. Δομές έκλυσης τις ονόμασε, και είναι αυτές που του χάρισαν το Νόμπελ της Χημείας το 1977.

Τα πιο σπουδαία αποτελέσματα προκύπτουν 

όταν σπρώχνεις το σύστημα μακριά από την ισορροπία του.

Η μη ισορροπία που παραδοσιακά σήμαινε αταξία, 

φάνηκε πως (αντίθετα) οδηγεί αυθόρμητα σε εμφάνιση τάξης !

Ο Πριγκοζίν διηγήθηκε κάποτε ότι, όταν στο ξεκίνημα της καριέρας του στην έρευνα,  εκδήλωσε ζωηρό ενδιαφέρον για την αστάθεια και τον τρόπο που αυτή εξελίσσεται,  για την μελέτη όπως λέγεται των 'συστημάτων μακράν της ισορροπίας', σε μια εποχή όπου όλοι μελετούσαν μόνον το αντίθετο, δηλαδή τη σταθερότητα και την ισορροπία (το 'φρόνιμο' καθεστώς της γραμμικότητας), ο καθηγητής του προσπάθησε να τον αποτρέψει, με το επιχείρημα:
"Μα τι σε ενδιαφέρει τώρα αυτό; Δεν είναι παρά μια παροδική κατάσταση".
Η άμεση απάντηση του νεαρού Πριγκοζίν ήταν:

"Μα κι η ζωή μας κύριε δεν είναι παροδική;"

Η διδακτορική του εργασία (Λιέγη, 1947) με τίτλο: "Μια θερμοδυναμική μελέτη των μη αντιστρεπτών φαινομένων", που περιείχε το θεώρημα της ελάχιστης παραγωγής εντροπίας, γνωστό ως θεώρημα Glansdorff-Prigozine, θα προσδιορίσει και το πεδίο δράσης του στη συνέχεια. 

Σύμφωνα με αυτό, ο ρυθμός μεταβολής της εντροπίας του συστήματος (που αναφέρεται ως εσωτερική παραγωγή εντροπίας), στην περίπτωση της θερμοδιάχυσης μειώνεται, για να βρεθεί στην κατώτατη τιμή του μόλις εγκαθιδρυθεί η τελική διαβάθμιση συγκέντρωσης των αερίων.

μικρή γεύση από Πριγκοζίν:

"Σε ένα κρίσιμο σημείο λ, όπου η αρχική κατάσταση-λύση Ι ενός συστήματος γίνεται ασταθής, μπορεί να προκύψει διακλάδωση, που οδηγεί σε δυο νέες ευσταθείς λύσεις, τους κλάδους Α και Β, που αντιστοιχούν στην εμφάνιση τάξης. Η επιλογή μεταξύ των δυνατών διαδρομών Α ή Β στο κρίσιμο σημείο, δεν είναι αιτιοκρατική, αλλά εξαρτάται από τις διακυμάνσεις και γίνεται πιθανοκρατικά με μη αναστρέψιμο τρόπο. Μόνον έτσι εξηγείται άλλωστε η ποικιλία των καταστάσεων στη φύση. Πριν από την ανακάλυψη αυτή η ποικιλομορφία και η πολυπλοκότητα της φύσης δεν ήταν κατανοητή". Ι. Πριγκοζίν, από το βιβλίο του: "Το τέλος της βεβαιότητας".

είναι το μέλλον δεδομένο ή βρίσκεται σε αέναη δημιουργία; 

Όχι απαντάει  απερίφραστα, στο best seller του : Is future given,  ο Ι. Πριγκοζίν. "Κατά την κλασική θεώρηση η φύση είναι ένα είδος μηχανικού αυτόματου. Σήμερα όμως ανακαλύπτουμε παντού αστάθειες, διακλαδώσεις, εξέλιξη. Αυτό απαιτεί την επαναδιατύπωση των νόμων της φύσης, που να περιλαμβάνουν την πιθανότητα και την άρση της χρονικής συμμετρίας. Με την νέα περιγραφή το μέλλον δεν είναι δεδομένο !"

                           

Έχουμε συμμετοχή στην κατασκευή του μέλλοντος,

όχι σε κοσμολογικό επίπεδο φυσικά, αλλά σε ανθρώπινες κλίμακες.

έχει πει:

Τίποτα δεν ξεχνιέται ποτέ ! 

η φύση μοιάζει με ένα βιβλίο, που από τις σελίδες του δεν λείπει τίποτα. 

έχουν όλα καταγραφεί. (δεν σας ακούγεται αισιόδοξο και λυτρωτικό;)

Η εισαγωγή (η ύπαρξη) του χάους τόσο στη φύση, όσο και στην ανθρώπινη σκέψη, δεν πρέπει να θεωρείται καταστροφική, γιατί αντίθετα μπορεί να είναι άκρως δημιουργική.

Η κλασική φυσική, η επιστήμη που μας κληροδότησε ο Νεύτωνας,  "ο νέος Μωϋσής, στον οποίο αποκαλύφθηκε η αλήθεια του κόσμου", γεμάτη μεταφυσικές προϋποθέσεις και ιδεοληψίες, δεν είναι παρά μια εξ αποκαλύψεως προφητική περιγραφή του κόσμου, όπως αυτός φαίνεται από ένα θεϊκό ή δαιμονικό σημείο αναφοράς.

Η φυσική, που αποτελούσε το γνωστικό και μεθοδολογικό πρότυπο για κάθε άλλη 'θετική' επιστήμη, έχει υποστεί (στις αρχές του 20οου αι.) ένα ιδιαίτερα επώδυνο επιστημολογικό σοκ. Σαν να μην έφτανε η θεμελιώδης 'αρχή της απροσδιοριστίας' της κβαντικής φυσικής στην περιγραφή του μικρόκοσμου, επιβάλλεται τώρα να αποδεχτεί και κάποια σαφή και μη παρακάμψιμα όρια στη γνώση και του μακρόκοσμου, δυο ανυπέρβλητους περιορισμούς της γνώσης μας: την αδυναμία πλήρους αναγωγής και ασφαλούς πρόβλεψης.

Πάντα πίστευα ότι ο λόγος που ο Αίνστάιν θεωρήθηκε τόσο σημαντικός (και έγινε τόσο δημοφιλής) είναι επειδή μας ξύπνησε από ένα όνειρο ενός κόσμου υπεραπλουστευμένου. Ο Αϊνστάιν μας γνώρισε έναν κόσμο διαφορετικό, αρκετά περίπλοκο, σηματοδοτώντας την έναρξη της επιστημονικής επανάστασης του 20ου αι.

Με τον Νεύτωνα γνωρίζαμε σχεδόν τα πάντα. Στη φυσική του κυριαρχεί ο χώρος. Ο χρόνος αποτελούσε απλά μια απόσταση διαιρούμενη με την ταχύτητα του φωτός. Για εμάς σήμερα ο χρόνος αποκτά ένα πολύ πιο σημαντικό ρόλο και μια άμεση σχέση με τη δομή του σύμπαντος. Σήμερα ζούμε το τέλος της επανάστασης του Γαλιλαίου. Χρειαζόμαστε ξανά έννοιες που απαιτούν να βλέπουμε το σύστημα ολιστικά. Σήμερα βλέπουμε τον κόσμο που γεννήθηκε μέσα από αυτή την επανάσταση, έναν κόσμο περίπλοκο, εξελισσόμενο, ασταθή, απρόβλεπτο και δύσκολο να τον καταλάβεις.

Στη θεωρία των υπερχορδών ο χρόνος έχει πολλές διαστάσεις. Το να τον θεωρούμε μονοδιάστατο είναι σαν να τον έχουμε ορίσει κοινό παρανομαστή όλων των πραγμάτων που συμβαίνουν. Κάτι σαν το χρήμα δηλαδή, που μπορεί να αποτιμήσει την αξία ενός κοσμήματος, αλλά και ενός μήλου. Τα μήλα όμως και τα κοσμήματα δεν ταυτίζονται.

Μια πόλη αποκομμένη τελείως από τον έξω κόσμο, παριστάνει το κλειστό σύστημα της φυσικής και της Xημείας, που πρέπει, σύμφωνα με τον 2ο νόμο της Θερμοδυναμικής, να σβήσει. Μια άλλη όμως ανοικτή, που αποτελεί εμπορικό κόμβο, μπορεί να αναπτυχθεί και να γίνει πιο περίπλοκη, διότι αλληλεπιδρά με το περιβάλλον της.

Η εποχή μας είναι εκ των πραγμάτων περισσότερο μια εποχή ερωτήσεων, 

παρά μια εποχή απαντήσεων.

Above The Clouds

Η αυτοοργάνωση, η ανάδυση νέων μορφών μέσα από το χάος,
στον πίνακα του Jim Warren 

ΥΓ

Για την επίδραση της νέας θεωρίας του χάους στην αισθητική, θα ακολουθήσει σύντομα, νέο άρθρο.