Бернард Х. Лавенда - Bernard H. Lavenda

Бернард Х. Лавенда
Бернард Х. Лавенда.jpg
Бернард Х. Лавенда
Родившийся (1945-09-18) 18 сентября 1945 г. (возраст 75)
Нью-Йорк, НАС.
НациональностьИтальянский
НаградыПремия Оскар Телезио-Галилея в 2009
Научная карьера
ПоляФизика

Бернард Ховард Лавенда (родился 18 сентября 1945 г.) - профессор кафедры химическая физика на Университет Камерино и эксперт по необратимым термодинамика. Он внес вклад во многие области физики, в том числе в Броуновское движение, а также в создании статистической базы термодинамика, и неевклидовы геометрические теории относительности. Он был научным координатором «Европейской термодинамической сети» в программе Европейской комиссии по человеческому капиталу и мобильности. Он также был сторонником создания и научным директором Национального (итальянского) центра термодинамики и выступал в качестве научного консультанта таких компаний, как ENI Group, где он помог основать ТЕМА, консалтинговую фирму для SNAM Progetti, ВДНХ (Итальянское национальное агентство по новым технологиям, энергии и окружающей среде) и Исследовательский институт солнечной энергии в Голден, Колорадо. Он опубликовал более 130 научных работ в международных журналах, в том числе критически относящихся к новым модам и модам теоретической физики.

Профессор Лавенда в настоящее время проживает в Trevignano Romano близ Рима, женат, имеет двоих взрослых детей и двух внуков, которым посвящен его учебник «Новый взгляд на термодинамику».

биография

Ранние годы

Бернард Х. Лавенда родился в Нью-Йорке. После окончания средней школы в г. Северный Адамс, Массачусетс, он присутствовал Университет Кларка где он закончил с отличием в 1966 году со степенью бакалавра химии. Сдав вступительные экзамены в докторантуру в Институт науки Вейцмана, он начал экспериментальную работу над ферментами под руководством Ефрем Кацир, который впоследствии стал президентом Израиля. Понимая, что он не предназначен для экспериментальной работы, он попал под влияние брата Ефраима, Аарона, после прочтения его книги. Неравновесная термодинамика в биофизике, в соавторстве с Питером Карраном.

После Шестидневной войны Аарон Качальский помогли ему получить степень доктора наук в Илья Пригожин группа в Брюсселе.

Докторская диссертация

Его докторская диссертация «Кинетический анализ и термодинамическая интерпретация неравновесных нестабильных переходов в открытых системах» показала, что когда однородные нелинейные химические реакции, далекие от равновесия на термодинамической ветви, которая является расширением закона действия масс в состоянии равновесия, становятся нестабильными, они становятся нестабильными. переходят к кинетическим ветвям с меньшим производством энтропии, чем термодинамическая ветвь.

Этот результат первоначально оспаривался Пригожиным, который исходил из гидродинамических нестабильностей, таких как неустойчивость Рэлея-Бенара, которые демонстрируют большее производство энтропии за пределами критической точки для поддержания пространственных структур. Позднее Пригожин считал, что эти пространственные структуры образованы нестабильными химически диффундирующими системами на основе Алан Тьюринг морфологических моделей, назвав их «диссипативными структурами» и за которые Пригожин получил Нобелевскую премию по химии в 1977 году.

Позже Пригожин признал, что такие переходы к более низким состояниям уменьшения энтропии были возможны, поскольку не были задействованы пространственные структурные изменения, и позже включил работу Лавенды в главу своей новой книги «Термодинамическая теория структуры, стабильности и флуктуаций», в соавторстве с Пол Глансдорф. После получения докторской степени в Universite Libre de Bruxelles с отличием la plus grande, он вернулся в Израиль в 1970 году, чтобы работать в качестве постдокторанта на кафедре физической химии Еврейского университета. За это время он опубликовал небольшую заметку в итальянский физический журнал Lettere Al Nuovo Cimento [3 (1972) 385-390], критикующий универсальные критерии эволюции Глансдорфа-Пригожина, приписывающие неравенство потенциалу, который является функцией только интенсивных переменных, сил. Он указал, что такой термодинамический потенциал не может существовать, поскольку он будет лишен всей информации о том, насколько велика система или сколько частиц она содержит. Неравенство было бы критерием устойчивости, но из-за предположения о локальном (устойчивом) равновесии компонентов, на которые система распадается, сумма устойчивых компонентов вряд ли может стать нестабильной. Записка, вероятно, осталась бы незамеченной, если бы Питер Ландсберг не процитировал ее в своем Природа рецензия на книгу Глансдорфа-Пригожина [П. Т. Ландсберг, «Четвертый закон термодинамики»[1]], где он предсказал «периодическое отсутствие ясности в книге, которая может вызвать некоторые дискуссии в течение следующих нескольких лет».

Карьера

Консультации

После убийства Аарон Кацир в Резня в аэропорту Лод в мае 1972 г. Лавенда заняла должность консультанта в Nuovo Pignone во Флоренции, Италия, вместе с преподавателем в Пизанском университете. Через вице-президента Nuovo Pignone он вошел в контакт с Виченцо Жервазио, который позже стал президентом ENI Data, и кристаллизовалась идея создания компании, посвященной анализ и динамическое моделирование процессов обрастания нефтеперерабатывающих заводов и реакторов. Он установил отношения между ENI и Northwest Research, Boeing и SERI (Исследовательский институт солнечной энергии). Он помог сформировать новую компанию в группе ENI, TEMA, которую поддержала SNAM Progetti. Сохраняя бесплатные лекции по термодинамике в Неаполитанском университете, Лавенда опубликовал в 1978 году свою критическую оценку тогдашних теорий необратимой термодинамики «Термодинамика необратимых процессов». Первоначально она была опубликована в Macmillan Press, а затем стала Dover Classic of Наука и математика.

Камерино годы

В 1980 г. завоевал кафедру физической химии. Переехав в Камерино, ему предстояло провести там более трех десятилетий. Его первая книга в этот период, «Неравновесная статистическая термодинамика», опубликованная Wiley в 1985 году, развила нелинейное обобщение формулировки неравновесных флуктуаций Онзагера-Махлупа, которая была ограничена линейными (гауссовскими) процессами. Подобно тому, как равновесие характеризуется состоянием максимальной энтропии, соответствующим максимальной вероятности, неравновесные состояния характеризуются принципом наименьшего рассеивания энергии, соответствующей максимальной вероятности перехода между неравновесными состояниями, которые не являются хорошо разделенными во времени. Этот принцип может быть обобщен на негауссовы флуктуации в пределе малого теплового шума и представляет собой кинетический аналог принципа Больцмана.

Во время творческого отпуска в 1986 году в Порту-Алегри у Лавенды было достаточно времени, чтобы просмотреть хорошо обставленную библиотеку Федерального университета Рио-Гранде-дель-Суд. Он был впечатлен параллелизмом между статистическим выводом и статистической термодинамикой: две разные и отдельные ветви, которые по существу работают над одними и теми же проблемами, но без видимой связи. Его работа, кратко изложенная в книге «Статистическая физика: вероятностный подход», опубликованной Wiley-Interscience в 1991 г., завершает принцип Больцмана, который выражает энтропию как логарифм комбинаторного фактора, показывая, что энтропия - это потенциал, определяющий закон Гаусса. ошибка, для которой среднее значение является наиболее вероятным значением. Так же, как частота и степень достоверности (Теорема Байеса ) интерпретации статистического вывода, то же самое должно применяться к статистической термодинамике. Частотная интерпретация применяется к обширным переменным, таким как энергия и объем, которые могут быть отобраны, в то время как интерпретация степени достоверности применяется к интенсивным переменным, таким как температура и давление, для которых отбор проб не имеет значения. Связь между двумя ветвями переводит неравенство Крамера-Рао в термодинамические отношения неопределенности, аналогичные квантово-механическим отношениям неопределенности, где чем больше мы знаем о термодинамической переменной, тем меньше мы знаем о ее сопряженной. Поскольку отсутствие вероятностного распределения означает отсутствие его статистики, возможность промежуточной статистики или того, что называется парастатистикой, между Статистика Бозе – Эйнштейна и Статистика Ферми – Дирака не существует.

Статистическая термодинамика обычно занимается наиболее вероятным поведением, которое становится почти достоверным, если взяты достаточно большие образцы. Но иногда ждут сюрпризы, когда экстремальное поведение становится преобладающим. Обратив внимание на такие редкие события, Лавенда в 1995 году опубликовал «Термодинамику крайностей», чей реальный интерес заключается в формулировке термодинамики землетрясений, которая впоследствии была опубликована в Annali di Geofisica Статистика экстремальных значений и термодинамика землетрясений: «Сильные землетрясения»;[2] "последовательности афтершоков"[3]), и это привлекает все большее внимание. Правильно определив энтропию и энергию, температуру можно связать с последовательностью афтершоков, что дает ей дополнительные средства характеристики. Предсказано новое соотношение магнитуды и частоты, которое применяется к групповым последующим шокам в отличие от [закона Гутенберга-Рихтера], который рассматривает их как независимые и одинаково распределенные случайные события.

Попытки сформировать центр термодинамики

В девяностые годы Лавенда рассматривал термодинамику как культурное наследие, которое могло бы иметь место в итальянском обществе и иметь отношение как к промышленным исследованиям, так и к сохранению его художественного наследия. Он был сторонником создания Национального центра термодинамики, для которого было недоступно финансовое финансирование. Захватив интерес ENEA или итальянского агентства по альтернативным источникам энергии, он подал заявку на финансирование в Программу Европейской комиссии по человеческому капиталу и мобильности. Его проект «Термодинамика сложных систем» занял шестое место в разделе «Химия» с максимальным финансированием в 1992 году. Это привело к формированию Европейской термодинамической сети, состоящей из 16 партнеров из ЕС и Швейцарии. Позднее она была расширена на Восток. Европейские страны в программе PECO Европейской комиссии. В конечном итоге это привело к созданию Национального центра термодинамики, который был создан ENEA, но просуществовал всего несколько месяцев, потому что европейские фонды были поглощены другими проектами.[4]

Спустя годы

Лавенда часто критически относится к новым модам и модам в термодинамике. Новый взгляд на термодинамику,[5] опубликовано в 2009 году, вернувшись к первоначальной концепции Карно о том, что работа может выполняться только при наличии разницы в температуре и необходимости закрытия цикла до того, как эта работа может быть оценена. Совсем недавно Лавенда обратил свои интересы к теории относительности, предоставив ее с новым фундаментом на основе неевклидовы геометрии. Вместо того, чтобы измерять расстояния в терминах обычной евклидовой метрики, расстояния определяются в терминах так называемого перекрестного отношения, перспективного инварианта четырех точек, который в пространстве скоростей просто представляет собой сложение продольных Доплеровские сдвиги. Доплеровские сдвиги фундаментальны для теории относительности: наклонные доплеровские сдвиги описывают аберрацию, в то время как сдвиги второго порядка описывают сокращение длины, но вместо того, чтобы быть в направлении движения, перпендикулярны ему.[6]Равномерно вращающийся диск, который некоторые считают недостающим звеном в формулировке Эйнштейна общей теории относительности, точно описывается формулой гиперболический метрика в полярных координатах, названная в честь итальянского геометра XIX века Эудженио Бельтрами, которая предсказывает, что окружность диска в движении будет больше, чем в состоянии покоя. Таким образом, равномерно вращающийся диск принадлежит гиперболическому, а не евклидовому пространству и пространству. то же самое и с относительностью.

Монографии и учебники

  • Новый взгляд на теорию относительности: одиссея в неевклидовых пространствах: Всемирный научный (2011)
  • Новый взгляд на термодинамику: Springer, Нью-Йорк (2009) ISBN  978-1-4419-1429-3
  • Термодинамика крайностей: Хорвуд (1995)
  • Статистическая физика: вероятностный подход (1991), Dover Reprint 2016 ISBN  978-0486810317 (pbk)
  • Неравновесная статистическая термодинамика - Уайли (1985) ISBN  0-471-90670-0, Dover Reprint 2019 ISBN  978-0486833125 (pbk)
  • Термодинамика необратимых процессов. - Macmillan Press, Лондон, 1978. ISBN  0-333-21616-4, Dover Reprint in Dover Classics of Science and Mathematics 1993 г. ISBN  0-486-67576-9 (pbk)
  • Русский перевод Мир, Москва, 1999 г. ISBN  5-03-003211-8
  • Введение в атомную физику и статистику- (Соавтор Э. Сантамато) Лигуори Эдиторе, Неаполь, 1989
  • Термодинамика необратимых процессов.-Итальянский перевод, Liguori Editore, Неаполь, 1980 г. ISBN  978-88-207-0952-5
  • Введение в атомную физику и статистику-На итальянском
  • Где физика пошла не так:Всемирный научный, Сингапур (2015) ISBN  978-9814632928
  • Видя гравитацию: (2019) ISBN  978-1092314022

Академические должности

  • 1980-2014 гг. - профессор химической физики, Университет Камерино, Camerino, Италия
  • 1997 г. - научный руководитель Национального центра термодинамики, ВДНХ Рим
  • 1992–1996 - научный координатор Европейской термодинамической сети.
  • 1993–1996 - научный координатор Восточноевропейской термодинамической сети Европейской комиссии (PECO).
  • 1986 - Приглашенный профессор кафедры физики Федеральный университет до Риу-Гранди-ду-Сул (UFRGS), Порту-Алегри (RS), Бразилия
  • 1978–1984 - научный консультант ТЕМА (ENI Group) Болонья.
  • 1975–1980 - профессор термодинамики Инкарикато Неаполитанский университет, Факультет естественных наук
  • 1975–1976 - профессор электроники Инкарикато, Неаполитанский университет, Инженерный факультет
  • 1974–1975 - Инкарико ди Рикерка в Международном институте генетики и биофизики, Неаполь.
  • 1972–1973 - профессор химической статистики Инкарикато, Пизанский университет, Факультет естественных наук

Академическая история

Награды и призы

  • Премия Оскар Телезио-Галилея 2009 года присуждена за его работу по необратимой термодинамике и вклад во многие области физики, включая те, что связаны с броуновским движением, а также за создание статистической основы термодинамики и его вклад в астрофизику / космологию.http://www.telesio-galilei.com/tg/index.php/academy-award-2009

Рекомендации

  1. ^ Природа 238 (1972) 229-231 http://www.nature.com/nature/journal/v238/n5361/abs/238229a0.html
  2. ^ Аннали ди геофизика 43 (2000) 469-484 http://www.earth-prints.org/handle/2122/1277
  3. ^ Аннали ди геофизика43 (2000) 967-982 http://www.earth-prints.org/handle/2122/1277
  4. ^ Стораче, Франческо (29 июля 1998 г.). "INTERROGAZIONE A RISPOSTA SCRITTA 4/19238". camera.it.
  5. ^ https://www.springer.com/mat Mathematics/probability/book/978-1-4419-1429-3
  6. ^ «Аберрация и радиационное давление». Новый взгляд на теорию относительности: одиссея неевклидовой геометрии. World Scientific Publishing Co. Pte. ООО 2009. ISBN  978-981-4340-48-9.