AV ILYA PRIGOGINE
Ilya Prigogine, Nobelpriset i kemi 1977. Publiceringen av denna text möjliggjordes av Institut du managemet d'EDF och de GDF, för vilket vi fick originalet på franska, och llya Prigogine själv, som Han har auktoriserat oss att översätta och publicera denna gratisstand.
Åsikter om begreppet tid är ofta varierande och motsägelsefulla. En fysiker kommer att säga att det har införts av Newton och att problemet som denna uppfattning utgör har löst globalt. Filosofer tänker väldigt annorlunda: de relaterar tid till andra uppfattningar, som att bli och irreversibilitet. För dem förblir tid en grundläggande fråga. Det verkar för mig att denna divergens av åsikter är den mest netto caesura inom den västerländska intellektuella traditionen. Å ena sidan har den västerländska tanken född vetenskapen och följaktligen den determinismen; å andra sidan har samma tankar bidragit med humanismen, som snarare hänvisar oss till idéerna om ansvar och kreativitet.
Filosofer som Bergson eller Heidegger har hävdat att tiden inte rör fysik utan metafysik. För dem hör tiden tydligt till en annan rekord, som vetenskapen inte har något att säga. Men dessa tänkare hade färre teoretiska verktyg än vi har idag.
Personligen anser jag att tiden kommer från komplexet. En tegelsten av Paleolithic och en tegel från det nittonde århundradet är identiska, men de byggnader som de ingick i har inget gemensamt: för att se tiden verkar måste hela beaktas.
Icke-jämvikt, strukturkälla
Arbetet jag har gjort för trettio år sedan har visat att icke-jämvikt är en generator för tid, irreversibilitet och konstruktion. Fram till dess, under det nittonde århundradet och stora delar av det tjugonde århundradet, hade forskare varit intresserade, framför allt, i jämviktstaterna. Sedan har de börjat studera staterna nära jämvikt. Således har de undvikit det faktum att från det ögonblick då ett litet avstånd från den termodynamiska jämvikten inträffar observeras samexistensen av ordningsfenomen och störningsfenomen. Det är därför inte möjligt att identifiera irreversibilitet och störningar.
Utjämningen av balans förbehåller oss överraskningar. Vi inser att vi inte kan utöka vad vi har lärt oss i ett jämviktstillstånd. Vi upptäcker nya situationer, ibland mer organiserade än när det finns jämvikt: det är vad jag kallar bifurkationspunkter (1), lösningar på icke-linjära ekvationer. En olinjär ekvation medger ofta flera lösningar: jämvikt eller närhet till jämvikt utgör en lösning av denna ekvation, men det är inte den enda lösningen.
Således är icke-jämvikt skaparen av strukturer, kallad difysipat eftersom de bara finns långt ifrån jämvikt och påstår sig överleva en viss spridning av energi och därför upprätthålla en interaktion med omvärlden. Liksom en stad som bara existerar så länge den fungerar och upprätthåller utbyten med utsidan, försvinner den dissipativa strukturen när den upphör att "matas."
Det har varit mycket förvånande att upptäcka att materia, långt ifrån jämvikt, har nya egenskaper. Det förvånar också olika möjliga beteenden. Svängande kemiska reaktioner är ett bra exempel på detta. Till exempel leder icke-jämvikt bland annat till böljande fenomen, där det underbara är att de styrs av extremt sammanhängande lagar. Dessa reaktioner är inte exklusivt arv från kemi: hydrodynamik eller optik har sina egna särdrag.
I balans är materien blind; långt ifrån jämviktsmaterial ser
Slutligen kännetecknas situationer nära jämvikt av ett minimum av något (energi, entropi, etc.), till vilken en reaktion med liten amplitud får dem att återvända om de rör sig lite från den. Långt ifrån jämvikt finns det inga extrema värden. Svängningarna dämpas inte längre. Följaktligen är reaktionerna som observerats långt ifrån jämvikt tydligare åtskilda och är därför mycket mer intressanta. I jämvikt är materien blind, medan långt ifrån jämviktsmaterial fångar korrelationer: materien ser. Allt detta leder till den paradoxala slutsatsen att icke-jämvikt är en källa till struktur.
Icke-jämvikt är ett gränssnitt mellan ren vetenskap och tillämpad vetenskap, även om tillämpningarna av dessa observationer på teknik bara är i början. För närvarande börjar det förstås att livet troligen är ett resultat av en utveckling som riktas mot allt mer komplexa system. Det är sant att mekanismen som producerade de första molekylerna som kan reproducera inte är exakt känd. Naturen använder icke-jämvikt för sina mer komplexa strukturer. Livet har en beundransvärd teknik, som vi ofta inte förstår.
Tänk i termer av sannolikheter, inte banor
Icke-jämvikt kan inte formaliseras genom deterministiska ekvationer. I själva verket är förgreningarna många och när upplevelserna upprepas är vägen som följs inte alltid densamma. Därför är fenomenet deterministiskt bland bifurkationerna, men är helt slumpmässigt i bifurkationerna. Det ingår och direkt motsägelse med lagarna i Newton eller Einstein, som förnekar obestämdhet. Självklart har denna motsägelse oroat mig mycket. Hur kan man övervinna det? Den nuvarande dynamiska teorin erbjuder oss särskilt intressanta verktyg i detta avseende. Till skillnad från vad Newton trodde är det nu känt att dynamiska system inte alla är identiska. Det finns två typer av system, stabila system och instabila system. Bland de instabila systemen finns det en särskilt intressant typ, förknippad med deterministiskt kaos. I det deterministiska kaoset är de mikroskopiska lagarna deterministiska men banorna tar en slumpmässig aspekt, som kommer från "känsligheten för de initiala förhållandena": den minsta variationen av de initiala förhållandena innebär exponentiella skillnader. I en andra typ av system förstör instabilitet banorna (icke-integrerbara system i Poincaré). En partikel har inte längre en unik bana, men olika bana är möjliga, var och en med sannolikhet.
Vi kommer att gruppera dessa system under namnet kaos. Hur behandlar man den här instabila världen? Istället för att tänka i form av banor är det bekvämt att tänka i termer av sannolikheter. Då blir det möjligt att göra förutsägelser för grupper av system. Kaosteori är något som liknar kvantmekanik. Det är nödvändigt att studera i det statistiska området utvecklingsoperatörens funktioner (göra motsvarande spektralanalys). Med andra ord måste kaosteori formuleras på statistisk nivå, men det innebär att naturlagstiftningen får en ny mening. I stället för att prata om säkerhet talar det om möjlighet, sannolikhet.
Tidens pil är samtidigt det gemensamma elementet i universum och skillnaden mellan det stabila och det instabila, mellan det organiserade och kaoset. För att gå längre i denna reflektion är det nödvändigt att utvidga metoderna för analys av kvantfysik, särskilt att lämna det euklediska rymden (Hilbert-rymden, i funktionell mening) i vars sin det är definierat. Lyckligtvis har franska matematiker, först och främst Laurent Schwartz, beskrivit en ny matematik, som gör det möjligt att gripa kaosfenomen och beskriva dem inom det statistiska området.
Men kaos förklarar inte allt. Historia och ekonomi är instabila: de ser ut som kaos, men följer inte underliggande deterministiska lagar. Den enkla beslutsprocessen, som är nödvändig i ett företags liv, använder så många okända faktorer att det vore illusoriskt att tro att historiens gång kan modelleras genom en deterministisk teori.
Den andra typen av instabila system som framkallas ovan är känd under namnet Poincar -system. Resonansfenomenen spelar en grundläggande roll i dem, eftersom kopplingen av två dynamiska fenomen ger upphov till nya dynamiska fenomen. Dessa fenomen kan införlivas i den statistiska beskrivningen och kan leda till skillnader i lagarna i Newtonian klassisk mekanik eller kvantmekanik. Dessa skillnader är tydliga i de system där ihållande kollisioner inträffar, såsom termodynamiska system. Den nya teorin visar att en bro kan dras mellan dynamik och termodynamik, mellan det vändbara och det oåterkalleliga.
Instabilitet bör inte leda oss till orörlighet
Vi befinner oss i en "gångjärn" av vetenskapen. Fram till nu betonar tanken stabilitet och balans. Det är inte så längre. Newton själv misstänkte världens instabilitet, men kasserade idén eftersom han tyckte att den var outhärdlig. Idag kan vi avvika från det förflutna. Vi måste integrera idén om instabilitet i vår representation av universum. Instabilitet bör inte leda till immobilitet. Tvärtom, vi måste studera orsakerna till denna instabilitet, i syfte att beskriva världen i dess komplexitet och börja reflektera över hur man ska agera i denna värld. Karl Popper sa att det finns klockans fysik och molnens fysik. Efter att ha studerat klockans fysik måste vi nu studera molnens fysik.
Klassisk fysik grundades på en dualism: å ena sidan behandlade universum som en automat; Å andra sidan människan. Vi kan förena beskrivningen av universum med mänsklig kreativitet. Tiden skiljer inte längre människan från universum.
