Войти
Сэр Роджер Пенроуз OM FRS (родился 8 августа 1931 года) - английский математик физик, математик, философ науки и лауреат Нобелевской премии по физике. Он Emeritus Профессор математики Роуз Болл в Оксфордском университете, почетный член Wadham College, Оксфорд и почетный член. из Колледжа Святого Иоанна в Кембридже и Университетского колледжа Лондона (UCL).
Пенроуз внес вклад в математическую физику общей теории относительности и космология. Он получил несколько премий и наград, в том числе премию Вольфа по физике 1988 года, которую он разделил с Стивеном Хокингом за теоремы сингулярности Пенроуза – Хокинга и одну половина Нобелевской премии по физике 2020 года «за открытие, что образование черной дыры является надежным предсказанием общей теории относительности».
Роджер Пенроуз, родившийся в Колчестере, Эссекс, родился в Колчестере, Эссекс, сын Маргарет (Литес), психиатра и генетика Лайонел Пенроуз. Его дедушка и бабушка по отцовской линии были Дж. Дойл Пенроуз, художник ирландского происхождения, и достопочтенный. Элизабет Жозефин Пековер; а его бабушка и дедушка по материнской линии были физиологом Джон Бересфорд Литес и его жена Соня Мари Натансон, русская еврейка, покинувшая Св. Петербург в конце 1880-х гг. Его дядя был художник Роланд Пенроуз, чей сын от фотографа Ли Миллер - Энтони Пенроуз. Пенроуз - брат физика Оливера Пенроуза, генетика Ширли Ходжсон и гроссмейстера Джонатана Пенроуза.
Пенроуз провел Вторую мировую войну как ребенок в Канаде, где его отец работал в Лондоне, Онтарио. Пенроуз посещал Школу университетского колледжа и Университетский колледж Лондона, где он получил высшее образование с дипломом первого класса по математике.
В 1955 г. еще будучи студентом, Пенроуз вновь представил E. Х. Мур обобщенная обратная матрица, также известная как обратная матрица Мура – Пенроуза, после того, как она была заново изобретена Арне Бьерхаммаром в 1951 году. Начав исследования под руководством профессора геометрии и астрономия, сэр У. В. Д. Ходж, Пенроуз защитил докторскую диссертацию в Колледже Святого Иоанна в Кембридже в 1958 году, защитив диссертацию на тему «тензорные методы в алгебраической геометрии» под руководством алгебраиста и геометра Джона А. Тодда. Он разработал и популяризировал треугольник Пенроуза в 1950-х годах, назвав его «невозможным в чистом виде», и обменялся материалом с художником М. К. Эшер, чьи ранние изображения невозможных объектов отчасти вдохновили его. Эшера Водопад и Ascending and Descending, в свою очередь, были вдохновлены Пенроузом.
Треугольник Пенроуза Как пишет обозреватель Манджит Кумар:
Студент в 1954 году, Пенроуз присутствовал на конференции в Амстердаме, когда случайно наткнулся на выставку работ Эшера. Вскоре он пытался изобразить собственные невозможные фигуры и обнаружил трибар - треугольник, который выглядит как настоящий твердый трехмерный объект, но на самом деле таковым не является. Вместе со своим отцом, физиком и математиком, Пенроуз разработал лестницу, которая одновременно перемещается вверх и вниз. За этим последовала статья, и ее копию отправили Эшеру. Завершив циклический поток творчества, голландский мастер геометрических иллюзий был вдохновлен на создание двух своих шедевров.
Пенроуз провел 1956-57 учебный год в качестве доцента в Бедфорд-колледже в Лондоне, а затем был научный сотрудник St John's College, Кембридж. Во время этой трехлетней должности он женился на Джоан Изабель Ведж в 1959 году. Прежде чем стипендия закончилась, Пенроуз получил стипендию НАТО на период 1959-61 гг. Сначала в Принстоне, а затем в Сиракузский университет. Вернувшись в Лондонский университет, Пенроуз проработал два года, с 1961 по 1963 год, в качестве исследователя в Королевском колледже в Лондоне, прежде чем вернуться в Соединенные Штаты, чтобы провести 1963-64 год в качестве Приглашенный адъюнкт-профессор Техасского университета в Остине.
Стал читателем в Биркбек-колледже в Лондоне (и космолог привлек его внимание от чистой математики к астрофизике Деннис Скиама, затем в Кембридже) именно в 1964 году, по словам Кипа Торна из Калифорнийского технологического института, «Роджер Пенроуз произвел революцию в математических инструментах, которые мы используем для анализа свойств пространства-времени». До этого работа над криволинейной геометрией общей теории относительности ограничивалась конфигурациями с достаточно высокой симметрией, чтобы уравнения Эйнштейна были явно разрешимы, и оставалось сомнение в том, что такие случаи являются типичными. Один из подходов к этой проблеме заключался в использовании теории возмущений, разработанной под руководством Джона Арчибальда Уиллера в Принстоне. Другой, более радикально новаторский подход, инициированный Пенроузом, заключался в том, чтобы упустить из виду детальную геометрическую структуру пространства-времени и вместо этого сосредоточить внимание только на топологии пространства или, в лучшем случае, на его конформной структуре, поскольку это последнее - как определено расположением световых конусов - определяет траектории светоподобных геодезических и, следовательно, их причинные связи. Важность эпохальной статьи Пенроуза «Гравитационный коллапс и сингулярности пространства-времени» была не единственным ее результатом, который можно грубо резюмировать следующим образом: если такой объект, как умирающая звезда, взорвется за пределами определенной точки, то ничто не может помешать гравитационному полю стать таким. сильный, чтобы образовать какую-то особенность. Он также показал способ получения аналогичных общих выводов в других контекстах, особенно в отношении космологического Большого взрыва, с которым он работал в сотрудничестве с самым известным учеником Денниса Скиамы, Стивен Хокинг. Теоремы сингулярности Пенроуза – Хокинга были вдохновлены уравнением Райчаудхури Амаль Кумар Райчаудхури..
Прогнозируемый вид из-за пределов горизонта событий объекта черная дыра освещена тонким аккреционным диском Именно в локальном контексте гравитационного коллапса вклад Пенроуза был наиболее решающим, начиная с его гипотезы о космической цензуре 1969 года, о том, что любые последующие сингулярности будут быть ограниченным в пределах хорошо организованного горизонта событий, окружающего скрытую область пространства-времени, для которой Уиллер ввел термин черная дыра, оставляя видимую внешнюю область с сильной, но конечной кривизной, из которой часть гравитационной энергии может быть извлечена с помощью так называемого процесса Пенроуза, в то время как аккреция окружающей материи может высвободить дополнительную энергию, которая может объяснить такие астрофизические явления, как квазары.
«слабая гипотеза космической цензуры », - продолжал Пенроуз в 19 79, чтобы сформулировать более сильную версию, названную «гипотезой строгой цензуры». Вместе с гипотезой Белинского – Халатникова – Лифшица и проблемами нелинейной устойчивости, разрешение гипотез о цензуре является одной из наиболее важных нерешенных проблем общей теории относительности. Также с 1979 года датируется влиятельная гипотеза Вейля о кривизне Пенроуза о начальных условиях наблюдаемой части Вселенной и происхождении второго закона термодинамики. Пенроуз и Джеймс Террелл независимо друг от друга осознали, что объекты, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, будут, по всей видимости, претерпевать своеобразный перекос или вращение. Этот эффект получил название вращения Террелла или вращения Пенроуза-Террелла.
A Тайлинг Пенроуза В 1967 году Пенроуз изобрел теорию твисторов, которая отображает геометрические объекты в пространство Минковского в 4-мерное комплексное пространство с метрической сигнатурой (2,2).
Пенроуз хорошо известен своим открытием в 1974 году мозаик Пенроуза, которые являются сформированные из двух плиток, которые могут непериодически только мозаику плоскости, и являются первыми плитками, демонстрирующими пятикратную вращательную симметрию. Пенроуз развил эти идеи на основе статьи «Deux types fondamentaux de distribution statistique» (1938; английский перевод «Два основных типа статистического распределения») чешского географа, демографа и статистика Яромира Корчака. В 1984 г. такие закономерности наблюдались в расположении атомов в квазикристаллах. Другой заслуживающий внимания вклад - это его изобретение в 1971 году спиновых сетей, которые позже сформировали геометрию пространства-времени в петлевой квантовой гравитации. Он сыграл важную роль в популяризации так называемых диаграмм Пенроуза (причинных диаграмм).
В 1983 году Пенроуза пригласили преподавать в Университете Райса в Хьюстоне. тогдашний ректор Билл Гордон. Он работал там с 1983 по 1987 год.
В 2004 году Пенроуз выпустил Дорога к реальности: полное руководство по законам Вселенной, 1099 подробное руководство по законам физики, которое включает объяснение его собственной теории. Интерпретация Пенроуза предсказывает связь между квантовой механикой и общей теорией относительности и предполагает, что квантовое состояние остается в суперпозиции до тех пор, пока разница в кривизне пространства-времени не достигнет значительного уровня.
Пенроуз - заслуженный приглашенный профессор физики и математики Фрэнсиса и Хелен Пентц в Государственном университете Пенсильвании.
WMAP изображение (чрезвычайно крошечной) анизотропии в космическом фоновом излучении В 2010 году Пенроуз сообщил о возможных доказательствах, основанных на концентрических кругах, обнаруженных в микроволновой анизотропии Уилкинсона. Данные зонда о космическом микроволновом фоне неба более ранней вселенной, существовавшей до Большого взрыва нашей нынешней вселенной. Он упоминает это свидетельство в эпилоге своей книги Циклы времени 2010 года, книги, в которой он излагает свои доводы, связанные с уравнениями поля Эйнштейна, кривизной Вейля C, и гипотеза кривизны Вейля (WCH), согласно которой переход во время Большого взрыва мог быть достаточно плавным, чтобы предыдущая вселенная пережила его. Он сделал несколько предположений о C и WCH, некоторые из которых впоследствии были доказаны другими, а также популяризировал свою теорию конформной циклической космологии (CCC).
Проще говоря, он считает что сингулярность в уравнении поля Эйнштейна при Большом взрыве является лишь кажущейся сингулярностью, подобной хорошо известной кажущейся сингулярности на горизонте событий черной дыры. Последняя особенность может быть устранена путем изменения системы координат, и Пенроуз предлагает другое изменение системы координат, которое устранит сингулярность в момент Большого взрыва. Одно из следствий этого состоит в том, что основные события Большого взрыва можно понять без объединения общей теории относительности и квантовой механики, и поэтому мы не обязательно ограничены уравнением Уиллера – ДеВитта, которое нарушает время. В качестве альтернативы можно использовать уравнения Эйнштейна-Максвелла-Дирака.
Пенроуз на конференции. Пенроуз написал книги о связи между фундаментальной физикой и сознанием человека (или животных). В The Emperor's New Mind (1989) он утверждает, что известные законы физики неадекватны для объяснения феномена сознания. Пенроуз предлагает характеристики, которые может иметь эта новая физика, и определяет требования для моста между классической и квантовой механикой (то, что он называет правильной квантовой гравитацией). Пенроуз использует вариант теоремы Тьюринга об остановке, чтобы продемонстрировать, что система может быть детерминированной, не будучи алгоритмической. (Например, представьте систему только с двумя состояниями: ВКЛ и ВЫКЛ. Если состояние системы ВКЛЮЧЕНО, когда заданная машина Тьюринга останавливается, и ВЫКЛЮЧЕНО, когда машина Тьюринга не останавливается, то состояние системы полностью определяется машиной; тем не менее, нет никакого алгоритмического способа определить, останавливается ли машина Тьюринга.)
Пенроуз полагает, что такие детерминированные, но неалгоритмические процессы могут сыграть роль в квантово-механической волновой функции. сокращение, и может быть задействовано мозгом. Он утверждает, что современные компьютеры не могут обладать интеллектом, потому что они являются алгоритмически детерминированными системами. Он возражает против точки зрения, согласно которой рациональные процессы разума полностью алгоритмичны и поэтому могут быть воспроизведены достаточно сложным компьютером. Это контрастирует со сторонниками сильного искусственного интеллекта, которые утверждают, что мысли можно моделировать алгоритмически. Он основывает это на утверждениях о том, что сознание выходит за рамки формальной логики, потому что такие вещи, как неразрешимость проблемы остановки и теорема Гёделя о неполноте, не позволяют системе логики, основанной на алгоритмах, воспроизведение такой черты человеческого интеллекта, как математическая проницательность. Эти утверждения были первоначально поддержаны философом Джоном Лукасом из Мертон-колледжа, Оксфорда.
Аргумент Пенроуза – Лукаса о последствиях неполноты Гёделя. Теорема для вычислительных теорий человеческого интеллекта широко критиковалась математиками, компьютерными учеными и философами, и эксперты в этих областях пришли к единому мнению, что этот аргумент не работает, хотя разные авторы могут выбирать разные аспекты аргумента для атаки. Марвин Мински, ведущий сторонник искусственного интеллекта, был особенно критичен, заявив, что Пенроуз «пытается показать, глава за главой, что человеческое мышление не может быть основано на каком-либо известном научном принципе». Позиция Мински прямо противоположна - он считал, что люди на самом деле являются машинами, функционирование которых, хотя и сложное, полностью объяснимо современной физикой. Мински утверждал, что «можно зайти слишком далеко в этом поиске [научного объяснения], только ища новые базовые принципы вместо того, чтобы атаковать реальные детали. Это то, что я вижу в поисках Пенроуза нового базового принципа физики, который будет объяснять сознание. «
Пенроуз ответил на критику« Нового разума императора »своей последующей книгой 1994 года Тени разума, а в 1997 году - Большим, малым и человеческим разумом. В этих работах он также объединил свои наблюдения с наблюдениями анестезиолога Стюарта Хамероффа.
Пенроуз и Хамерофф утверждали, что сознание является результатом эффектов квантовой гравитации в микротрубочках, которую они окрестили Orch-OR (организованное объективное сокращение). Макс Тегмарк в статье в Physical Review E подсчитал, что временная шкала срабатывания нейронов и возбуждений в микротрубочках медленнее, чем время декогеренции, по крайней мере, в 10 000 000 000 раз. Принятие статьи резюмируется следующим заявлением в поддержку Тегмарка: «Физики, не участвующие в схватке, такие как IBM Джон А. Смолин, говорят, что расчеты подтверждают то, о чем они подозревали все это время». не работает с мозгом, который близок к абсолютному нулю. Маловероятно, что мозг развил квантовое поведение »». Работа Тегмарка широко цитируется критиками позиции Пенроуза – Хамероффа.
В своем ответе на статью Тегмарка, также опубликованную в Physical Review E, физики Скотт Хаган, Джек Тушиньски и Хамерофф заявили, что Тегмарк не обращался к Орх- Модель ИЛИ, а вместо нее модель собственной конструкции. Это включало суперпозицию квантов, разделенных на 24 нм, а не гораздо меньшие расстояния, предусмотренные для Orch-OR. В результате группа Хамероффа заявила, что время декогеренции на семь порядков больше, чем у Тегмарка, но все же значительно меньше 25 мс, необходимых, если квантовая обработка в теории должна была быть связана с гамма-синхронизацией 40 Гц, как предположил Orch-OR.. Чтобы восполнить этот пробел, группа внесла ряд предложений. Они предположили, что внутренности нейронов могут чередоваться между жидким и гелевым состояниями. В гелеобразном состоянии была также выдвинута гипотеза, что электрические диполи воды ориентированы в одном направлении, вдоль внешнего края субъединиц тубулина микротрубочек. Hameroff et al. предположили, что эта упорядоченная вода может экранировать любую квантовую когерентность внутри тубулина микротрубочек от окружающей среды остальной части мозга. У каждого тубулина также есть хвост, выходящий из микротрубочек, который имеет отрицательный заряд и поэтому притягивает положительно заряженные ионы. Предполагается, что это может обеспечить дальнейшую проверку. Кроме того, было высказано предположение, что микротрубочки могут быть переведены в когерентное состояние с помощью биохимической энергии.
Роджер Пенроуз из Университета Сантьяго-де-Компостела получил Премию Фонсека.Наконец, он предположил, что конфигурация решетки микротрубочек может быть подходящей для квантовой коррекции ошибок, средства сохранения квантовой когерентности перед лицом взаимодействия с окружающей средой.
Хамерофф, в лекции в рамках Google Серия технических бесед, посвященных квантовой биологии, дала обзор текущих исследований в этой области и ответила на последующую критику модели Orch-OR. В дополнение к этому, в статье 2011 года Роджера Пенроуза и Стюарта Хамероффа, опубликованной в журнале Journal of Cosmology, дается обновленная модель их теории Orch-OR в свете критики и обсуждается место сознания внутри
Филлип Тетлоу, хотя сам поддерживает взгляды Пенроуза, признает, что идеи Пенроуза о человеческом мыслительном процессе в настоящее время представляют меньшинство в научных кругах, цитируя критику Мински и цитируя научного журналиста Чарльза Сейфа описывает Пенроуза как «одного из немногих ученых», которые считают, что природа сознания предполагает квантовый процесс.
В январе 2014 года Хамерофф и Пенроуз заявили, что открытие квантовых колебаний в микротрубочках Анирбан Бандйопадхай из Национального института материаловедения Японии подтверждает гипотезу теории Orch-OR. Пересмотренная и обновленная версия теории была опубликована вместе с критическими комментариями и дебатами в мартовском выпуске журнала Physics of Life Reviews.
за март 2014 г. женат на Ванессе Томас, директоре по академическому развитию в Cokethorpe School и бывшем главе математики в Abingdon School, от которой у него есть сын. У него трое сыновей от предыдущего брака с американкой Джоан Изабель Пенроуз (урожденная Ведж), на которой он женился в 1959 году.
Во время интервью BBC Radio 4 25 сентября 2010 г. Пенроуз заявляет: «Я сам не верующий. Я не верю ни в какие установленные религии. Я бы сказал, что я атеист », во время обсуждения Большого взрыва Теория.
Однако в фильме 1991 года Краткая история времени он сказал: «Думаю, я бы сказал, что у вселенной есть цель, а не просто так. случайно... некоторые люди, я думаю, придерживаются точки зрения, что Вселенная просто существует и движется вперед - это немного похоже на какие-то вычисления, и мы каким-то образом случайно попадаем в эту штуку. Но я не Не думаю, что это очень плодотворный или полезный способ взглянуть на Вселенную, я думаю, что в этом есть что-то гораздо более глубокое ". Далее он объяснил, что, по его мнению, наша Вселенная закончится Большим сжатием, и этот сценарий космологии с тех пор оказался маловероятным. Модель Пенроуза относительно окончательной судьбы Вселенной называется конформной циклической космологией. Это относится к расширению Вселенной, а не к Большому сжатию.
В интервью The Jerusalem Post он сказал, что его можно считать евреем согласно религиозным законам, но он не
Пенроуз является покровителем Humanists UK.
Роджер Пенроуз в лекции Пенроуз был удостоен множества наград за свой вклад в науку. В 2020 году Пенроуз был удостоен половины Нобелевской премии по физике за открытие того, что образование черных дыр является надежным предсказанием общей теории относительности, половину доли также получил Рейнхард Гензель. и Андреа Гез за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики.
В 2017 году он получил награду Университета Урбино за его вклад в историю науки
В 2005 году Пенроуз был удостоен почетной докторской степени Варшавским университетом и Католикским университетом Лёвена (Бельгия), и в 2006 г. Йоркским университетом. В 2006 году он также выиграл медаль Дирака, выданную Университетом Нового Южного Уэльса. В 2008 году Пенроуз был награжден медалью Копли. Он также является заслуженным сторонником Humanists UK и одним из покровителей Научного общества Оксфордского университета. В 2011 году Пенроуз был награжден премией Фонсека от Университета Сантьяго-де-Компостела. В 2012 году Пенроуз был награжден медалью Ричарда Р. Эрнста ETH Zürich за его вклад в науку и укрепление связи между наукой и обществом. В 2015 году Пенроуз был удостоен почетной докторской степени от CINVESTAV-IPN (Mexico).
В 2004 году он был награжден медалью Де Моргана за большой и оригинальный вклад в математическая физика. Процитирую цитату из Лондонского математического общества :
Его глубокая работа по общей теории относительности стала важным фактором в нашем понимании черных дыр. Его разработка Twistor Theory привела к прекрасному и продуктивному подходу к классическим уравнениям математической физики. Его элементы плоскости лежат в основе недавно открытых квазикристаллов.
В 1971 году он был награжден премией Дэнни Хейнемана по астрофизике. Он был избран членом Королевского общества (FRS) в 1972 году. В 1975 году Стивен Хокинг и Пенроуз были совместно награждены медалью Эддингтона Королевского астрономического общества. В 1985 г. он был награжден Королевской медалью Королевской медалью. Вместе с Стивеном Хокингом он был удостоен престижной премии Фонда Вольфа по физике в 1988 году. В 1989 году он был награжден медалью Дирака и премией Британской Институт физики. В 1990 году Пенроуз был награжден медалью Альберта Эйнштейна за выдающуюся работу, связанную с работой Альберта Эйнштейна, от Общества Альберта Эйнштейна. В 1991 году он был удостоен премии Нейлора Лондонского математического общества . С 1992 по 1995 год он был президентом Международного общества общей теории относительности и гравитации. В 1994 году Пенроуз был посвящен в рыцари за заслуги перед наукой. В том же году он был удостоен почетной степени (доктора наук) Батского университета и стал членом Польской академии наук. В 1998 году он был избран иностранным научным сотрудником Национальной академии наук США. В 2000 году он был награжден Орденом за заслуги.
 | Викицитатник содержит цитаты, связанные с: Роджер Пенроуз |
 | Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Роджером Пенроузом. |
Пенроуз в 2011 году