Rodžer Penrouz

uredi

Rodžer Penrouz (rođen 8. avgusta 1931) je engleski matematički fizičar, matematičar i filozof nauke. On je profesor matematike na Ruseovom matematičkom fakultetu na Univerzitetu u Oksfordu i profesor emeritus na koledžu Vadham u Oksfordu. Penrouz je dao doprinos matematičkoj fizici opšte relativnosti i kosmologije. Dobitnik je nekoliko nagrada i nagrada, uključujući i nagradu Volf za 1988. za fiziku, koju je podelio sa Stephenom Havkingom za teoreme o Penrouz-Hoking singularnosti.

Rodžer Penrouz
 
Rodžer Penrouz, 2011
Lični podaci
Datum rođenja(1931-08-08)8. avgust 1931.
Mesto rođenjaKolčester, Eseks, Engleska, Engleska,
Naučni rad
Poljematematička fizika, tesalacije
MentoriDž. A. Tod
NagradeAdamsova nagrada,Hajnmanova nagrada, Član Kraljevske Akademije (1972), Elingtonova medalja ,Kraljevska medalja,Vulfova nagrada,Ajnštajnova medalja,Nagrada Džejmsa Skota,De Morganova medalja,

Rani život i obrazovanje

uredi

Rođen u Kolčesteru, Eseks, Rodžer Penrouz je sin psihijatra i genetičara Lajonela Penrouza i Margaret Lic i unuk fiziologa Džona Beresforda Lica i njegove supruge, Ruskinje, Sonje Mari Natanson, koja je napustila Sankt Peterburg krajem 1880-tih. Njegov ujak je bio Roland Penrouz, čiji je sin, sa fotografkinjom Li Miler, Antoni Penrouz. Penrouz je brat fizičara Olivera Penrouza i šahovskog velemajstora Džonatana Penrouza. Penrouz je pohađao Univerzitetsku koledž školu i Londonski univerzitetski koledž, gde je diplomirao sa diplomom prve klase iz matematike. Godine 1955., dok je još bio student, Penrouz je ponovo uveo E.H. Murovu generalizovanu matričnu inverziju, poznatu i kao Mur-Penrouzova inverzija, nakon što ju je 1951. godine ponovo osmislio Arn Bjerhamar. Gospodin V.V.D. Hodž, Penrouz je završio doktorat na Kembridžu 1958. godine, sa tezom o "tenzorskim metodama u algebarskoj geometriji" pod mentorstvom algebriste i geometra Džona A. Toda. On je pedesetih godina 20. veka osmislio i popularizovao Penrouzov trougao, opisujući ga kao "nemogućnost u svom najčistijem obliku", i razmenio materijal s umjetnikom M. K. Ešerom, čije ga je ranije prikazivanje nemogućih objekata dijelom inspirisalo. Ešerov Vodopad i Usponi i padovi bili su inspirisani Penrouzom.

Kao recenzent Mandžit Kumar kaže:

Kao student 1954. godine Penrouz je prisustvovao konferenciji u Amsterdamu gde je slučajno naišao na izložbu Ešerovog rada. Vrlo brzo posle toga je pokušavao da i sam dočara nemoguće objekte i otkrio tribar [vidi tribar za sliku] - trougao koji izgleda kao pravi, čvrsti trodimenzionalni objekat, ali nije. Zajedno sa svojim ocem, fizičarem i matematičarem, Penrouz je dizajnirao stepenište koje se istovremeno petljalo gore i dole. Usledio je članak i kopija je poslata Ešeru. Kompletirajući ciklični tok kreativnosti, holandski majstor geometrijskih iluzija inspirisan je da napravi svoja dva remek-dela.

Postavši predavač na Brkbek koledžu,London(i skrenuvši pažnju sa čiste matematike na astrofiziku pod uticajem kosmologa Denisa Skijame,tada na Kembridžu),1964.,po rečima Kipa Torna od Kalteha ,,Rodžer Penrouz je napravio revoluciju matematičkih alatki koje se koriste za analiziranje svojstva (prostorno vreme?) ". Do tada rad na zakrivljenoj geometriji opšte relativnosti bio je ograničen na konfiguracije sa dovoljno visokom simetrijom da bi Ajnštajnove jednačine bile eksplicitno rešive, i postojala je sumnja da li su takvi slučajevi tipični. Jedan pristup ovom problemu bio je upotrebom teorije perturbacija, koja je razvijena pod vođstvom Džona Arčibalda Vilera na Prinstonu. Drugi, radikalnije inovativniji pristup koji je pokrenuo Penrouz je bio da previdi detaljnu geometrijsku strukturu (prostor-vremena)? i umesto toga koncentriše pažnju samo na topologiju prostora, ili u najvećoj meri na njegovu konformalnu strukturu, pošto je ona kasnije - kako je određeno položajem svetlosnih kupa - koje određuju trajektorije svetlosnih geodezija, a time i njihove uzročne veze. Važnost Penrouzove epohalne knjige "Gravitacioni kolaps i prostorno-vremenske singularnosti" nije bio samo njen rezultat (otprilike da ako objekat kao što je umiruća zvezda implodira iznad određene tačke, ništa ne može da spreči da gravitaciono polje da postane toliko jako da formira neku vrstu osobenosti).Takođe je pokazao način da se dobiju slično opšti zaključci u drugim kontekstima, naročito onaj o kosmološkom Velikom prasku, kojim se bavio u saradnji sa najpoznatijim učenikom Denisa Skijame, Stivenom Hokingom.

U lokalnom kontekstu gravitacionog kolapsa, doprinos Penrouza je bio odlučujući, počevši od njegove kosmičke cenzure iz 1969. godine, do te mere da bi svaka pojedinačna singularnost bila zatvorena unutar dobro obrađenog horizonta događaja u okruženju skrivene prostorno-vremenske regije, za koje je Viler osmislio termin crna rupa, ostavljajući vidljivu spoljašnju oblast sa jakom ali konačnom zakrivljenošću, iz koje se neka gravitaciona energija može izdvojiti od onoga što je poznato kao Penrouzov proces, dok akrecija okolne materije može osloboditi dodatnu energiju koja može objasniti astrofizičke fenomene kao što su kvazari.

Prateći svoju "hipotezu o slaboj kosmičkoj cenzuri", Penrouz je nastavio, 1979. godine, da formuliše jaču verziju zvanu "jaka hipoteza cenzure". Zajedno sa pretpostavkama BKL-a i pitanjima nelinearne stabilnosti, rešavanje cenzurnih pretpostavki je jedan od najvažnijih otvorenih problema u opštoj relativnosti. Takođe od 1979. godine potiče Penrouzova uticajna Vejlova hipoteza zakrivljenosti za početne uslove vidljivog dela univerzuma i poreklo drugog zakona termodinamike. Penrouz i Džejms Terel su samostalno shvatili da objekti koji se kreću brzinom bliskom brzini svetlosti neće podvrgavati osobnom iskrivljenju ili rotaciji. Ovaj efekat se naziva Terelova rotacija ili Penrouz-Terelova rotacija.

Godine 1967. Penrouz je izmislio teoriju tvistora koja mapira geometrijske objekte u Minkovskovom prostoru u četverodimenzionalni kompleksni prostor sa metričkim potpisom (2,2).

Penrouz je dobro poznat po otkriću Penrouzovih nagiba iz 1974. godine, koji su formirani od dve pločice, koje mogu samo neperiodično da zakrive ravan, i prvi su nagibi koje pokazuju petostruku rotacionu simetriju. Penrouz je te ideje razvio na osnovu članka Djuks tip fondacije statističke distribucije (1938; prevod Dva osnovna tipa statističke distribucije) češkog geografa, demografa i statističara Jaromira Korčaka. Godine 1984. takvi obrasci su uočeni u rasporedu atoma u kvazikristalima. Još jedan značajan doprinos je njegov izum o spinskim mrežama iz 1971. godine, koji je kasnije formirao geometriju prostor-vremena u kvantnoj gravitaciji petlje. Bio je uticajan u popularizaciji onoga što se obično naziva Penrouzovim dijagramima (kauzalnim dijagramima).

Godine 1983. Penrouz je pozvan da predaje na Rajs univerzitetu u Hjustonu, od tadašnjeg provokata Bila Gordona. Tamo je radio od 1983. do 1987.

Kasnije aktivnosti

uredi

2004. godine, Penrouz je objavio Put ka stvarnosti: kompletan vodič za zakone univerzuma, sveobuhvatni vodič za fizičke zakone od 1.099 stranica koji uključuje objašnjenje njegove vlastite teorije. Penrouzova interpretacija predviđa vezu između kvantne mehanike i opšte relativnosti i predlaže da kvantno stanje ostaje u superpoziciji sve dok razlika u zakrivljenosti prostora i vremena ne dostigne značajan nivo.

Penrouz je dodeljena Penz profesura na gde je često gostujući profesor fizike i matematike. On je takođe i urednik časopisa Astronomski pregled i  u savetodavnom odboru časopisa Univerzum.

18. decembra 2018., Penrouz je učestvovao u emisiji Iskustvo sa Džo Roganom.

Raniji univerzum

uredi

U 2010. Penrouz je izvestio o mogućim dokazima baziranim na koncentričnim krugovima nađene u podacima WMAP-a na CMB nebu, da postoji raniji univerzum od pre velikog praska našeg poznatog sadašnjeg univerzuma. On pominje ove dokaze u epilogu svoje knjige Ciklusi vremena iz 2010., knjiga u kojoj pokazuje svoje razloge, zajedno sa Ajntajnovim jednačinama polja, Vejl zakrivljenju C, i Vejlova hipoteza zakrivljenja(WCH), da je tranzicija tokom Velikog praska mogla biti dovoljno glatka za prethodni univerzum da je preživi. Napravio je mnogobrojne pretpostavke o C i WCH, neke od kojih su bile naknadno dokazane od strane drugih, i takođe je popularizovao njegovu Konformu cikličku kosmologijsku teoriju.

Jednostavno, on veruje da je jedinstvenost Ajnštajnove jednačine polja u velikom prasku samo prividna jedinstvenost, slična dobro poznatom prividnom jedinstvenošću u horizontu događaja crne rupe. Kasnije pomenuta jedinstvenost se može otkloniti promenom koordinatnog sistema, i Penrouz predlaže promenu koordinatnog sistema koja će otkloniti jedinstvenost velikog praska. Jedna implikacija ovoga je da se događaji velikog praska mogu razumeti bez ujedinjenja opšte relativnostu i kvantne mehanike, i prema tome mi nismo nužno ograničeni Viler-DeVit jednačinom, koja poremećuje vreme. Umesto toga, mogu se koristiti Ajnštajn-Maksvel-Durak jednačine.

Fizika i svest

uredi

Penrouz je napisao knjige o vezi između fundamentalne fizike i ljudske (ili životinjske) svesti. „U Vladarevom novom umu” (eng. Emperor's New Mind) (1989), on tvrdi da poznati zakoni fizike nisu adekvatni da objasne fenomen svesti. Penrouz predlaže karakteristike koje ova nova fizika može imati i specificira zahteve za most između klasične i kvantne mehanike (ono što on naziva ispravnom kvantnom gravitacijom). Penrouz koristi varijantu Tjuringovog halting problema da bi pokazao da sistem može biti deterministički, a da nije algoritamski. (Na primer, zamislite sistem sa samo dva stanja, 1 (ima struje) i 2 (nema struje) Ako je stanje sistema 1 kada se određeni Tjuringov stroj zaustavi (haltuje) i 2 kada se Tjuringova mašina ne zaustavi, onda je stanje sistema u potpunosti određeno mašinom; , nema algoritamskog načina da se utvrdi da li se Tjuringov stroj zaustavlja.)

 
Penrouz na predavanju

Penrouz veruje da takvi deterministički, ali ne-algoritamski procesi mogu da se pojave u redukciji kvantno mehaničkih talasnih funkcija, i mogu biti upregnuti mozgom. On tvrdi da sadašnji kompjuter nije u stanju da ima inteligenciju, jer je to algoritamski deterministički sistem. On iznosi argumente protiv gledišta da su racionalni procesi uma potpuno algoritamski i da se stoga mogu duplirati pomoću dovoljno kompleksnog kompjutera. Ovo je u suprotnosti sa pristalicama jake veštačke inteligencije, koji tvrde da se misli mogu simulirati algoritamski. On to zasniva na tvrdnjama da svest prevazilazi formalnu logiku, jer stvari kao što su nerešivost zaustavljenog problema i Godelov teorem o nepotpunosti sprečavaju algoritamski zasnovan sistem logike da reprodukuje takve osobine ljudske inteligencije kao matematički uvid. Ove tvrdnje su prvobitno prihvatili filozof John Lucas iz Merton Collegea, Okford.

Argument Penrouz-Lukas o implikacijama Godelovog teorema o nepotpunosti za računske teorije ljudske inteligencije široko je kritikovan od strane matematičara, kompjuterskih naučnika i filozofa, a konsenzus među stručnjacima u ovim oblastima čini se da argument ne uspeva, iako različiti autori mogu izabrati različite aspekte argumenta za napad. Marvin Minski, vodeći zagovornik veštačke inteligencije, bio je posebno kritičan, tvrdeći da Penrouz "pokušava da pokaže, u poglavlju posle poglavlja, da ljudska misao ne može biti zasnovana na bilo kom poznatom naučnom principu". Stav Minskog je upravo suprotan - on je verovao da su ljudi, u stvari, mašine, čije je funkcionisanje, iako složeno, u potpunosti objašnjivo trenutnom fizikom. Minski je tvrdio da "se taj pothvat [za naučnim objašnjenjem] može preneti predaleko tako što će se samo tražiti novi osnovni principi umesto da se napadne pravi detalj. To je ono što vidim u Penrouzovoj potrazi za novim osnovnim principom fizike koji će objasniti svest. "

Penrouz je reagovao na kritike iz 1994. godine „U Vladarevom novom umu„Senke uma” , a 1997. sa „Veliki, Mali i ljudski um.” U tim radovima, on je takođe kombinovao svoja zapažanja sa zapažanjima anesteziologa Stjuarta Hameroffa.

Penrouz i Hameroff su tvrdili da je svest rezultat kvantnih gravitacionih efekata u mikrotubulama, koje su nazvali Orč-Or (Orkestrirane objektivne redukcije). Maks Tegmark, u radu u časopisu eng. Physical review E je izračunao da je vremenski raspon neuronskog paljenja i ekscitacija u mikrotubulama sporiji od vremena dekoherencije za faktor od najmanje 10.000.000.000. Prijem ovog rada je sažet u ovoj izjavi u Tegmarkovoj podršci: "Fizičari izvan borbe, kao što je Aj-Bi Emov Džon A. Smolin, kažu da proračuni potvrđuju ono što su sumnjali sve vreme." Ne radimo sa mozgom Skoro apsolutna nošta, razumno je malo verovatno da je mozak razvio kvantno ponašanje ''. Kritičari pozicije Penrouz-Hamerof često su citirali Tegmarkov rad.

U svom odgovoru na Tegmarkov rad, koji je takođe objavljen u časopisu Physical review E, fizičari Skot Hagan, Džek Tuzinski i Hamerof tvrdili su da Tegmark nije adresirao model Orksestrirane objektivne redukcije, već model svoje konstrukcije. To je uključivalo superpozicije kvanta koje su razdvojene 24 nanometra, a ne mnogo manje separacije propisane za Orč-OR. Kao rezultat toga, Hamerofova grupa je tvrdila da je vreme dekoherencije sedam redova veličine veće od Tegmarkovog, ali još uvek veoma kratko od 25 milisekundi ako je kvantna obrada u teoriji bila povezana sa 40 Hercnom gama sinhronizacijom, kao što je Orč-OR predložio . Da bi premostila ovaj jaz, grupa je napravila niz predloga.

 
Penrouzovo Popoločavanje

Pretpostavili su da unutrašnjost neurona može da se izmenjuje između tečnogh i gel stanja. U stanju gela je dalje postavljeno hipoteza da su električni dipoli vode orijentisani u istom smeru, duž spoljne ivice mikrotubule tubulinske podjedinice. Hamerof et al. Predložili su da ova naručena voda može da prikaže bilo koji kvantni koheren unutar tubulina mikrotubula iz okoline ostatka mozga. Svaki tubulin takođe ima rep koji se širi iz mikrotubula, koji je negativno nabijen i zbog toga privlači pozitivno naelektrisane jone. Predlaže se da bi ovo moglo da obezbedi dalje ispitivanje. Pored toga, postojala je sugestija da se mikrotubule mogu pumpati u koherentno stanje pomoću biohemijske energije.

Rodžer Penrouz iz Univerziteta Santjago de Kompostela primio je nagradu Fonseka.

Konačno, on je sugerisao da konfiguracija rešetke mikrotubula može biti pogodna za kvantnu korekciju grešaka, sredstvo za držanje kvantne koherencije zajedno sa interakcijom okoline.

Hameroff, u predavanju u okviru serije Google Tech razgovora o kvantnoj biologiji, dao je pregled trenutnih istraživanja u toj oblasti i odgovorio na kasniju kritiku modela Orč-OR. Osim toga, članak iz Rodžera Penrouza i Sjtuarta Hamerofa iz 2011. godine objavljen u rubriku Kosmološki dnevnik ( eng. Journal of Cosmology) daje ažurirani model njihove Orč-OR teorije, u svetlu kritika, i raspravlja o mestu svesti unutar svemira.

Filip Tetlov, iako je sam podržavao Penrouzove stavove, priznaje da su Penrouzove ideje o procesu ljudske misli manje zastupljene u naučnim krugovima, citirajući Minskijeve kritike i navodeći da je Penrouzov opis od strane naučnog novinara Čarksa Seifea "da je Penrouz deo šačice naučnika" koji veruju da je priroda svesti u stvari kvantni proces.

Privatan život

uredi

Porodični život:

uredi

Penrouz je oženjen Vanesom Tomas, direktorom Akademskog razvoja u školi Kouktorp i bivšim šefom matematike u Abingdon školi, sa kojom ima jednog sina. Ima tri sina iz prethodnog braka sa amerikankom Džoan Izabel Vedge, koju je oženio 1959. godine.

Religija:

uredi

Tokom intervjua za Bi-Bi-Si Radio 4 (25. septembra 2010. godine), Penrouz kaže:,,Ja nisam vernik. Ne verujem u bilo kakve ustaljene religije. Rekao bih da sam ateista", tokom diskusije o teoriji Velikog praska. U filmu ,,Kratka istorija vremena", on je rekao:,,Mislim da bih rekao da univerzum ima svrhu, to nekako nije slučajno ... neki ljudi,po mom mišljenju, smatraju da je univerzum samo tu i kreće se - to je pomalo kao neka vrsta računanja, i mi se nekako slučajno zadesimo u ovoj stvari, ali ne mislim da je to veoma plodan ili koristan način gledanja na univerzum. Mislim da postoji nešto mnogo dublje u tome. “ Penrouz je istaknuti pristalica Humanista UK.

2004. godine, Penrouz je objavio Put ka stvarnosti: kompletan vodič za zakone univerzuma, sveobuhvatni vodič za fizičke zakone od 1.099 stranica koji uključuje objašnjenje njegove vlastite teorije. Penrouzova interpretacija predviđa vezu između kvantne mehanike i opšte relativnosti i predlaže da kvantno stanje ostaje u superpoziciji sve dok razlika u zakrivljenosti prostora i vremena ne dostigne značajan nivo.

Penrouz je dodeljena Penz profesura na Pennsylvania State University gde je često gostujući profesor fizike i matematike. On je takođe i urednik časopisa Astronomski pregled i  u savetodavnom odboru časopisa Univerzum.

18. decembra 2018., Penrouz je učestvovao u emisiji Iskustvo sa Džo Roganom.

Raniji univerzum

U 2010. Penrouz je izvestio o mogućim dokazima baziranim na koncentričnim krugovima nađene u podacima WMAP-a na CMB nebu, da postoji raniji univerzum od pre velikog praska našeg poznatog sadašnjeg univerzuma. On pominje ove dokaze u epilogu svoje knjige Ciklusi vremena iz 2010., knjiga u kojoj pokazuje svoje razloge, zajedno sa Ajntajnovim jednačinama polja, Vejl zakrivljenju C, i Vejlova hipoteza zakrivljenja(WCH), da je tranzicija tokom Velikog praska mogla biti dovoljno glatka za prethodni univerzum da je preživi. Napravio je mnogobrojne pretpostavke o C i WCH, neke od kojih su bile naknadno dokazane od strane drugih, i takođe je popularizovao njegovu Konformu cikličku kosmologijsku teoriju.

Jednostavno, on veruje da je jedinstvenost Ajnštajnove jednačine polja u velikom prasku samo prividna jedinstvenost, slična dobro poznatom prividnom jedinstvenošću u horizontu događaja crne rupe. Kasnije pomenuta jedinstvenost se može otkloniti promenom koordinatnog sistema, i Penrouz predlaže promenu koordinatnog sistema koja će otkloniti jedinstvenost velikog praska. Jedna implikacija ovoga je da se događaji velikog praska mogu razumeti bez ujedinjenja opšte relativnostu i kvantne mehanike, i prema tome mi nismo nužno ograničeni Viler-DeVit jednačinom, koja poremećuje vreme. Umesto toga, mogu se koristiti Ajnštajn-Maksvel-Durak jednačine.

Kasnije aktivnosti

uredi

2004. godine, Penrouz je objavio Put ka stvarnosti: kompletan vodič za zakone univerzuma, sveobuhvatni vodič za fizičke zakone od 1.099 stranica koji uključuje objašnjenje njegove vlastite teorije. Penrouzova interpretacija predviđa vezu između kvantne mehanike i opšte relativnosti i predlaže da kvantno stanje ostaje u superpoziciji sve dok razlika u zakrivljenosti prostora i vremena ne dostigne značajan nivo.

Penrouz je dodeljena Penz profesura na Pennsylvania State University gde je često gostujući profesor fizike i matematike. On je takođe i urednik časopisa Astronomski pregled i  u savetodavnom odboru časopisa Univerzum.

18. decembra 2018., Penrouz je učestvovao u emisiji Iskustvo sa Džo Roganom.

Reference

uredi


Dalja Čitanja

uredi
  • Ferguson, Kiti (1991). Stiven Hoking: Potraga za teorijem svega Frenklin Vats. ISBN 0-553-29895-X.
  • Misner, Charles; Thorne, Kip S. & Wheeler, John Archibald (1973). Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-0344-0.  (See Box 34.2.)

Spoljni Linkovi

uredi