Л. Пенроуз

Роджер Пенроуз — британский физик, математик и философ науки, наиболее известный работами в области общей теории относительности, космологии и математической физики. Лауреат Нобелевской премии по физике (2020, совместно с Райнхардом Генцелем и Андреа Гез) за теоретическое открытие того, что образование чёрных дыр является предсказанием общей теории относительности. Пенроуз также внёс значительный вклад в теорию твисторов, геометрию квазикристаллов и математические основы квантовой механики.

Биография

Роджер Пенроуз родился 8 августа 1931 года в Колчестере (графство Эссекс, Великобритания) в семье учёных. Его отец, Лайонел Пенроуз, был известным генетиком и психиатром, мать — Маргарет Лизерс — врачом. Братья Роджера, Оливер и Джонатан, также стали учёными: Оливер — физиком, Джонатан — математиком.

Образование Пенроуз получил в Университетском колледже Лондона (UCL), где изучал математику, а затем в Кембриджском университете, где в 1958 году защитил докторскую диссертацию по алгебраической геометрии под руководством Джона Тодда. В 1960-х годах работал в различных академических учреждениях, включая Биркбек-колледж Лондонского университета, Принстонский университет и Оксфордский университет, где с 1973 по 1998 год занимал должность профессора математики (кафедра Роуза Болла). В 1994 году посвящён в рыцари за заслуги перед наукой.

Научные достижения

Теорема Пенроуза о сингулярностях

В 1965 году Роджер Пенроуз опубликовал работу, в которой доказал, что коллапс массивной звезды неизбежно приводит к образованию сингулярности — точки, в которой плотность и кривизна пространства-времени становятся бесконечными. Эта теорема, известная как теорема Пенроуза о сингулярностях, стала одним из ключевых результатов в общей теории относительности. Она показала, что чёрные дыры являются не просто математической абстракцией, а предсказанием теории, которое должно реализовываться в природе при определённых условиях. За это открытие Пенроуз был удостоен Нобелевской премии по физике в 2020 году.

Теория твисторов

В 1967 году Пенроуз предложил теорию твисторов — математический подход, который пытается объединить квантовую механику и общую теорию относительности. Твисторы представляют собой геометрические объекты, описывающие пространство-время в терминах комплексных чисел. Теория оказала влияние на развитие математической физики, особенно в области теории струн и квантовой гравитации, хотя её полная реализация до сих пор не завершена.

Квазикристаллы и мозаика Пенроуза

В 1970-х годах Пенроуз разработал мозаику Пенроуза — набор из двух геометрических фигур (ромбов), которые могут замощать плоскость без периодического повторения, образуя квазипериодическую структуру. Эта работа стала важным вкладом в математику и кристаллографию. В 1982 году израильский учёный Дан Шехтман экспериментально обнаружил квазикристаллы — материалы с атомной структурой, аналогичной мозаике Пенроуза, за что в 2011 году получил Нобелевскую премию по химии.

Космология и конформная циклическая космология

В 2000-х годах Пенроуз предложил альтернативную модель Вселенной — конформную циклическую космологию (CCC). Согласно этой гипотезе, Вселенная проходит через бесконечную последовательность циклов (эонов), каждый из которых начинается с Большого взрыва и заканчивается тепловой смертью. Пенроуз утверждает, что следы предыдущих эонов могут наблюдаться в реликтовом излучении в виде концентрических кругов. Эта гипотеза остаётся спорной и не получила широкого признания в научном сообществе.

Квантовая механика и сознание

Пенроуз известен своими взглядами на природу сознания и квантовой механики. В книгах «Новый ум короля» (1989) и «Тени разума» (1994) он утверждает, что сознание не может быть объяснено в рамках классической вычислительной модели мозга и требует новой физической теории, основанной на квантовой гравитации. Совместно с анестезиологом Стюартом Хамероффом он разработал гипотезу Orchestrated Objective Reduction (Orch-OR) , согласно которой квантовые процессы в микротрубочках нейронов играют ключевую роль в возникновении сознания. Эта гипотеза подвергается критике со стороны большинства нейробиологов и философов.

Философские взгляды

Пенроуз является сторонником математического платонизма — убеждения, что математические объекты существуют независимо от человеческого сознания. Он также критикует сильный искусственный интеллект, утверждая, что человеческое мышление не может быть полностью смоделировано на компьютере, поскольку оно опирается на невычислимые процессы. В книге «Большое, малое и человеческий разум» (1997) он обсуждает эти идеи в диалоге с другими учёными.

Награды и признание

• Премия Вольфа по физике (1988, совместно с Стивеном Хокингом)
• Медаль Копли (2008)
• Нобелевская премия по физике (2020)
• Член Лондонского королевского общества (с 1972)
• Рыцарь-бакалавр (1994)

Критика

Некоторые идеи Пенроуза, особенно гипотеза Orch-OR и конформная циклическая космология, не имеют эмпирических подтверждений и подвергаются критике за спекулятивность. Многие физики и нейробиологи считают его аргументы против искусственного интеллекта недостаточно обоснованными. Тем не менее, его работы по общей теории относительности и математике признаны фундаментальными.

Источники

• Penrose, R. «Gravitational Collapse and Space-Time Singularities». Physical Review Letters, 1965.
• Penrose, R. «The Emperor's New Mind». Oxford University Press, 1989.
• Penrose, R. «Shadows of the Mind». Oxford University Press, 1994.
• Penrose, R. «Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe». Bodley Head, 2010.
• Nobel Prize in Physics 2020 — официальное сообщение Нобелевского комитета.
• «Sir Roger Penrose: A Biography» — The Royal Society.