100 великих нобелевских лауреатов - Мусский Сергей Анатольевич. Страница 129

В серии работ по набуханию нерастворимых полимеров в низкомолекулярных жидкостях Флори предложил метод, позволяющий на основании данных по набуханию получить информацию о строении макромолекулярных сеток и термодинамические параметры взаимодействия полимера с низкомолекулярной жидкостью.

Флори и его сотрудники вскрыли взаимосвязь между термодинамическими параметрами и гидродинамическими свойствами растворов полимеров и характеристиками растворенных макромолекул: их химической природой, конфигурацией и жесткостью цепей взаимодействия.

Работы Флори позволили определять строение и свойства макромолекул путем таких исследований, как измерение вязкости, скорости седиментации или диффузии. Флори впервые провел измерение вязкости расплавов полимеров и показал ее зависимость от молекулярного веса, молекулярно-весового распределения, степени разветвленности макромолекул и температуры.

Другой областью исследований ученого стали жидкие кристаллы. В 1956 году Флори опубликовал свою первую работу в этой области и сохранял интерес к жидким кристаллам до конца своей жизни.

В том же 1956 году Флори стал заместителем директора по науке в Меллонском институте прикладных исследований в Питсбурге (штат Пенсильвания). Однако административная деятельность показалась Флори скучной. Окончательно убедившись, что правление института не желает разрывать связи с промышленностью и заниматься фундаментальными исследованиями, он в 1961 году перешел на должность профессора в Стэнфордский университет в Калифорнии.

Исследования, выполненные под руководством Флори в шестидесятых годах, внесли значительный вклад в статистическую механику макромолекул – теоретическую основу современной физики полимеров.

В 1974 году Флори получил Нобелевскую премию по химии «за фундаментальные достижения в области теории и практики физической химии макромолекул». В нобелевской лекции Флори отметил, что один из компонентов взрывчатых веществ, разработанных Альфредом Нобелем, – нитроцеллюлоза – является макромолекулой. Он добавил: «Приобретение знаний об этом предмете (макромолекуле) должно рассматриваться как необходимое условие для понимания взаимосвязей между химическим строением и теми свойствами, которые делают полимеры активными в отношении живых организмов и необходимыми людям».

Флори использовал славу Нобелевского лауреата для пропаганды двух идей: прав человека и просвещения в области полимеров. Он пытался помочь преследуемым ученым, в частности, Сахарову. Флори даже предложил себя в качестве заложника Советскому правительству, с тем, чтобы Е. Боннэр, жене Сахарова, разрешили поездку на Запад для лечения.

После получения премии, Флори ушел из Стэнфордского университета, но оставался активным исследователем. Будучи еще с 1968 года консультантом ИБМ, он после 1977 года проводил два дня в неделю в отделении полимерной науки и технологии этой фирмы в Сан-Хосе.

Новая методика нейтронного рассеивания обеспечила прямое подтверждение точки зрения Флори, развитой им в предыдущие годы и заключавшейся в том, что конфигурация полимеров неупорядочена в аморфном состоянии.

В последние годы Флори стремился распространить принципы, первоначально разработанные для простейших синтетических макромолекул, на молекулы биополимеров. Эти работы могут иметь большое значение для биоорганической химии и молекулярной биологии.

Флори вел здоровый образ жизни, увлекаясь плаванием и гольфом. Ему удалось оставаться физически активным до конца своей жизни. 9 сентября 1985 года ученый умер от сердечного приступа во время работы в своем загородном доме в Биг-Су (штат Калифорния).

ИЛЬЯ ПРИГОЖИН

(1917—2003)

В одной из своих работ Пригожин писал: «Главное – не сила, а архитектура воздействия на сложную систему. Малые, но правильно организованные воздействия обладают необычной эффективностью. А сильные, но неправильные, «лобовые» усилия не дают желаемых результатов и даже наносят вред, если противоречат собственным тенденциям развития системы».

Илья Романович Пригожин родился 25 января 1917 года в Москве. Он был вторым сыном в семье инженера-химика Романа Пригожина и музыкантши Юлии (Вишман) Пригожиной. Благодаря стараниям матери Илья с детства играл на пианино. Ноты, как она позднее вспоминала, он научился читать раньше, чем слова.

В 1921 году семья Пригожиных эмигрировала из России. Сначала они жили в Литве и Германии, а с 1929 года поселились в Бельгии. Годы переездов, по словам Пригожина, породили у него «острую восприимчивость к переменам»: «Начав изучать физику и химию, я был поражен тем, что исчез фактор времени». Пригожин интересовался историей и философией. Будущее же свое он связывал с профессией концертирующего пианиста.

Начальное и среднее образование Пригожин получил в школах Берлина и Брюсселя, а затем изучал химию в Свободном университете в Брюсселе, где его особенно привлекала термодинамика – наука, связанная с тепловой и другими формами энергии. Став здесь же в 1943 году бакалавром естественных наук, Пригожин написал диссертацию о значении времени и превращении в термодинамических системах, за которую два года спустя был удостоен докторской степени. В 1947 году он был назначен профессором физической химии в Свободном университете.

Как пишет Ю.А. Данилов: «Обостренный интерес к проблеме однонаправленности («стрелы») времени приводит Пригожина к новой интерпретации необратимости. Согласно традиционным представлениям, необратимость возникает не на фундаментальном уровне (где все элементарные процессы описываются обратимыми уравнениями Ньютона), а позднее – при усреднениях или учете краевых и начальных условий. По мнению Пригожина, необратимость возникает на фундаментальном уровне вследствие конечной разрешающей способности прибора, с помощью которого производится наблюдение. Ни человеческий глаз, ни самый точный прибор не могут видеть траекторию – геометрическую линию «без толщины», а различают лишь более или менее тонкие трубки. Все же, что находится внутри таких трубок, становится неразличимым, что и порождает необратимость».

Наибольшую известность принесли ученому работы по феноменологической теории необратимых процессов, Пригожин является одним из основателей современной термодинамики неравновесных процессов.

Хотя основы термодинамики линейных необратимых процессов были заложены исследованиями Л. Онзагера, именно работы Пригожина дали толчок быстрому развитию этого раздела термодинамики, в результате чего термодинамика линейных необратимых процессов к настоящему времени стала столь же завершенной наукой, как и классическая термодинамика. Существенный вклад внес Пригожин и в термодинамику нелинейных необратимых процессов, т е. в термодинамику систем, далеких от равновесия.

В работах Пригожина предложена оригинальная, так называемая локальная, формулировка второго начала термодинамики и использован в качестве базы для построения термодинамики неравновесных процессов принцип локального равновесия. Этот принцип сводится к утверждению, что в каждом малом элементе объема в целом неравновесной системы существует состояние локального равновесия, причем локальная энтропия является такой же функцией локальных макроскопических переменных, как и в равновесной системе. Этим самым сразу решается сложный вопрос об энтропии неравновесных состояний и возможность использования уравнения Гиббса для описания неравновесных систем.

Важную роль в построении термодинамики линейных необратимых процессов сыграла теорема, известная в литературе под названием теоремы Пригожина. Согласно этой теореме, в стационарном состоянии при фиксированных внешних параметрах скорость продукции энтропии (новое понятие, введенное в термодинамику ученым) в термодинамической системе минимальна. Это положение для закрытых систем было доказано еще Л. Онзагером. Однако именно Пригожин четко показал, что из этой теоремы вытекает совершенно иной критерий эволюции, чем критерий эволюции классической термодинамики, т е. производство энтропии для необратимых процессов в открытой системе стремится к минимуму (критерий Пригожина).