Роджер Пенроуз

Роджер Пенроуз возглавляет кафедру математики Оксфордского университета, а также является почётным профессором многих зарубежных университетов и академий. Он является членом Лондонского королевского общества. Среди его наград — премия Вольфа (1998, совместно с С. Хокингом), медаль Копли (2008), премия Альберта Эйнштейна и медаль Королевского общества. В 1994 г. за выдающиеся заслуги в развитии науки королевой Англии ему был присвоен рыцарский титул.

Биография

Дед Роджера Пенроуза по отцовской линии — Джеймс Дойль Пенроуз (James Doyle Penrose) — был профессиональным художником, а бабка — Жозефина Пековер (Josephine Peckover) — происходила из зажиточной квакерской семьи банкиров. Бабка Роджера Пенроуза по материнской линии — урождённая Сара Мара Натансон (Sara Mara Natanson) — была пианисткой, происходила из латвийской еврейской семьи и жила в Санкт-Петербурге до тех пор, пока, разорвав отношения с прежними родственниками, не покинула Россию после знакомства с его дедом-англичанином — Джоном Бересфордом Лизисом (John Beresford Leathes), профессором физиологии, членом Королевского общества.

Родители Роджера Пенроуза — Лайонел Шарплз Пенроуз () и Маргарет Лизис (Margaret Leathes) — имели медицинское образование. Маргарет была врачом, а Лайонел — медицинским генетиком, членом Королевского общества. Роджер родился во время их пребывания в Колчестере, где его отец принимал участие в исследовательском проекте. Роджер Пенроуз имеет двух братьев: Оливера Пенроуза () — также математика и физика, — и Джонатана Пенроуза — известного шахматиста и психолога по профессии.

В 1939 году семья переехала в США, а затем в Канаду — в город Лондон в провинции Онтарио, где Роджер посещал школу. В это же время у него начал формироваться интерес к математике. Источником этого интереса было увлечение ею отца и матери (особенно геометрией). Это обстоятельство повлияло, прежде всего, и на Оливера, который преуспевал в математике и физике лучше своих сверстников.

После окончания войны в 1945 году семья Пенроузов возвратилась в Англию и поселилась в Лондоне. Роджер посещал школу Университетского колледжа Лондона (), где его отец занимал должность профессора генетики человека. Интерес будущего учёного к математике становился всё сильнее, и к окончанию школы ему пришлось выбирать между специализацией в биологии и химии (чтобы затем получить медицинское образование и продолжить семейную традицию) и специализацией в математике, физике и химии. Пенроуз выбрал последнее, чем изрядно огорчил родителей.

После получения почётной (с отличием) степени бакалавра математики в Университетском колледже, Роджер, следуя примеру Оливера, поступил в Кембриджский университет (в St John's College ()), решив, в отличие от брата, занявшегося физикой, специализироваться в чистой математике и начал исследования по алгебраической геометрии под руководством Вильяма Ходжа. С последним он проработал только год, так как тот решил, что проблемы, которыми интересуется Пенроуз, лежали вне области его собственных интересов. В последующие два года руководителем Пенроуза был Джон Тодд ().

Вот как Роджер Пенроуз описывает некоторые курсы, оказавшие на него особое влияние:

Степень доктора философии за работы в области алгебры и геометрии Пенроуз получил в 1957 году. К этому времени его уже увлекла физика. Особенно повлиял в данном отношении на него известный физик и друг его брата Деннис Скиама.

1956–1957 академический год Пенроуз читал лекции по чистой математике в Бедфордском колледже в Лондоне (), а затем получил позицию исследователя в родном коллежде в Кембридже, где провёл три года. Тогда же (в 1959 году) он женился на Джоан Изабель Ведж (Joan Isabel Wedge).

Получив, ещё до окончания учёбы, грант NATO, учёный уехал в США на 1959–1961 годы и работал в Принстонском и Сиракузском университетах. 1961–1963 годы занимал должность научного сотрудника в Королевском колледже в Лондоне. В 1963–1964 — приглашённого адъюнкт-профессора в Техасском университете в Остине.

В 1964 году Пенроуз был назначен лектором в Биркбекском колледже () в Лондоне, а двумя годами позднее — профессором прикладной математики там же.

В 1973 году Пенроуз занял кресло Роузболловского профессора математики () в Оксфордском университете и удерживал его до 1998 года, оставшись эмеритом на той же должности и занимающий её по настоящее время. В том же 1998 году он был назначен Грешемским профессором геометрии () в Грешемском колледже () в Лондоне (до 2001 года).

Научные достижения

В 1955 году, будучи студентом, Пенроуз переизобрел псевдообращение (известное также как обращение Мура — Пенроуза).

В 1957 году в Кембридже Пенроуз получил степень доктора философии, защитив диссертацию по основным методам алгебраической геометрии. В 1965 году вновь в Кембридже Пенроуз показал, что сингулярности, подобные существующим в чёрных дырах, могут быть сформированы в процессе гравитационного коллапса умирающих больших звёзд.

В 1967 году Пенроуз разработал теорию твисторов, которая основана на отображении Пенроуза, отображающем геометрические объекты пространства Минковского на четырёхмерное комплексное векторное пространство твисторов. В 1969 году он выдвинул гипотезу «космической цензуры» (англ. cosmic censorship). Она состоит в том, что свойства самой Вселенной не допускают наблюдения свойственной сингулярностям (например, в чёрных дырах) непредсказуемости, закрывая формирующиеся сингулярности горизонтами событий. Данная форма сейчас известна как гипотеза слабой цензуры (англ. weak censorship hypothesis). В 1979 году Пенроуз выдвигает гипотезу сильной цензуры (англ. strong censorship hypothesis).

В 1974 году Роджер Пенроуз приобретает широкую известность как изобретатель мозаики Пенроуза, позволяющей с помощью всего лишь двух плиток весьма простой формы замостить бесконечную плоскость никогда не повторяющимся узором. В 1984 году подобные структуры были найдены в расположении атомов квазикристаллов.

Самым важным научным вкладом Пенроуза можно считать изобретение спиновых сетей (1971 год), которые затем были активно использованы для описания геометрии пространства-времени в петлевой квантовой гравитации.

В 1989 году выпущена его книга «Новый ум короля», в которой автор излагает свои мысли про теорию так называемого сильного искусственного интеллекта, обосновывая несостоятельность воплощения в жизнь такой формы искусственного интеллекта.

В 90-х годах совместно со Стюартом Хамероффом (Stuart Hameroff) разработал теорию квантового нейрокомпьютинга Хамероффа — Пенроуза на основе "Orch OR" модели сознания. Согласно этой теории активность мозга рассматривается как существенно квантовый процесс. При этом за счёт эффектов квантовой гравитации происходит процесс непрерывной «объективной редукции» (objective reduction — OR) волновой функции частей мозга, что вызывается расхождением квантовых состояний пространства-времени до предела, после которого они редуцируются. Процесс редукции описывается как «оркестрованный» (orchestrated — Orch) выбор соответствующего состояния (термин «оркестрованный» применяется авторами, так как они считают, что коллапс макроскопического перепутанного состояния в микротрубочках клеточных органелл в некоторой мере управляется — оркестрируется — мембранными белками).

В 2004 году Пенроуз выпустил книгу Путь к реальности (англ. The Road to Reality) с изложением собственных взглядов на законы Вселенной, 1099 страниц, содержащих обширные комментарии к законам физики.

В 2005 году, в июньском номере журнала Discover, Пенроуз обрисовал собственную интерпретацию квантовой механики.

Библиография

• Структура пространства-времени (англ. Structure of space-time)
• Спиноры и пространство-время. Том 1: Два-спинорное исчисление и релятивистские поля. Том 2: Спинорные и твисторные методы в геометрии пространства-времени (совместно с Вольфгангом Риндлером) (англ. Spinors and Space-Time: Volume 1, Two-Spinor Calculus and Relativistic Fields. Volume 2, Spinor and Twistor Methods in Space-Time Geometry)

• Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики (англ. The Emperor`s New Mind. Concerning Computers, Minds and The Laws of Physics)

• Тени разума: В поисках науки о сознании. Часть 1: Понимание разума и новая физика. Часть 2: Новая физика, необходимая для понимания разума (англ. Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness)

• Природа пространства и времени (совместно со Стивеном Хокингом) (англ. The Nature of Space and Time)

• Большое, малое и человеческий разум (совместно с Абнером Шимони, Нэнси Картрайт и Стивеном Хокингом) (англ. The Large, the Small and the Human Mind)

• Путь к реальности, или законы, управляющие Вселенной. Полный путеводитель (англ. The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe)

• Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe (2010, ISBN 978-0-224-08036-1)

Награды

• Премия Дэнни Хайнемана в области математической физики от Американского физического общества и Американского института физики (1971)
• Премия Вольфа по физике (1988)
• Медаль Альберта Эйнштейна (1990)
• Орден Заслуг (2000)
• Медаль Копли (2008)