Роджер Пенроуз

Дід Роджера Пенроуза по батьківській лінії — Джеймс Дойл Пенроуз (James Doyle Penrose) — був професійним художником, а баба — Джозефін Пековер (Josephine Peckover) — походила із заможної квакерскої родини банкірів. Баба Роджера Пенроуза по материнській лінії — уроджена Сара Мара Натансон (Sara Mara Natanson) — була піаністкою, походила з латвійської єврейської сім'ї й жила в Санкт-Петербурзі доти, доки, розірвавши відносини з колишніми родичами, не покинула Росію після знайомства з його дідом-англійцем, Джоном Бересфордом Літсом (John Beresford Leathes), професором фізіології, членом Королівського товариства[6][7].

Батьки Роджера Пенроуза — Лайонел Шарплз Пенроуз і Маргарет Літс (Margaret Leathes) — мали медичну освіту. Маргарет була лікарем, а Лайонел — медичним генетиком, членом Королівського товариства. Роджер народився під час їх перебування в Колчестері, де його батько брав участь в дослідницькому проекті. Роджер Пенроуз має двох братів: Олівера Пенроуза, також математика та фізика, і Джонатана Пенроуза, відомого шахіста і психолога за професією.

У 1939 році сім'я переїхала в США, а потім до Канади — в місто Лондон в провінції Онтаріо, де Роджер відвідував школу. В цей же час у нього почав формуватися інтерес до математики. Джерелом цього інтересу було захоплення нею батька і матері (особливо геометрією)[8]. Ця обставина вплинула, перш за все, і на Олівера, який перевершував у математиці та фізиці своїх однолітків.

Після закінчення війни в 1945 році родина Пенроузів повернулася до Англії і оселилася в Лондоні. Роджер відвідував школу Університетського коледжу Лондона, де його батько обіймав посаду професора генетики людини. Інтерес майбутнього вченого до математики ставав дедалі сильнішим, і до закінчення школи йому довелося вибирати між спеціалізацією з біології та хімії (щоб потім отримати медичну освіту і продовжити сімейну традицію) та спеціалізацією з математики, фізики й хімії[9]. Пенроуз вибрав останнє, чим неабияк засмутив батьків.

Після отримання почесного (з відзнакою) ступеня бакалавра математики в Університетському коледжі, Роджер, наслідуючи приклад Олівера, вступив до Кембриджського університету (коледж святого Джона), вирішивши, на відміну від брата, який зайнявся фізикою, спеціалізуватися в чистій математиці, і почав дослідження з алгебраїчної геометрії під керівництвом Вільяма Ходжа. З останнім він пропрацював лише рік, оскільки той вирішив, що проблеми, якими цікавиться Пенроуз, лежать поза цариною його власних інтересів. У наступні два роки керівником Пенроуза був Джон Тодд.

Ось як Роджер Пенроуз описує деякі курси, що мали на нього особливий вплив[9]:

Пам'ятаю, як я відвідував три курси, жоден з яких не мав жодного відношення до тих досліджень, якими я збирався займатися надалі. Одним з них був надзвичайно цікавий курс із загальної теорії відносності Германа Бонді; у Бонді був чудовий стиль читання лекцій, наче одухотворяв предмет обговорення. Іншим — курс з квантової механіки Поля Дірака, прекрасний із зовсім іншого боку; у нього був просто ідеальний збірник лекцій, вони здавалися мені вкрай натхненними. А третім, який згодом виявився надзвичайно корисним, хоча в той час я і не підозрював, що так станеться, був курс математичної логіки Стіна. Я довідався про машини Тюрінга і теорему Геделя і, думаю, саме в той час у мене сформувалися уявлення, яким я залишаюсь вірним досі, — що в явищах, пов'язаних із мисленням, особливо щодо нашого розуміння математики, існує щось, чого не можна охопити жодними обчисленнями. Цей погляд засів у мені ще відтоді.

Оригінальний текст (англ.)

I remember going to three courses, none of which had anything to do with the research I was supposed to be doing. One was a course by Hermann Bondi on general relativity which was fascinating; Bondi had a wonderful lecturing style which made the subject come alive. Another was a course by Paul Dirac on quantum mechanics, which was beautiful in a completely different way; it was just such a perfect collection of lectures and I really found them extremely inspiring. And the third course, which later on became very influential although at the time I didn't know it was going to, was a course on mathematical logic given by Steen. I learnt about Turing machines and about Gödel's theorem, and I think I formulated during that time the view I still hold that there is something in mental phenomena, something in our understanding of mathematics in particular, which you cannot encapsulate by any kind of computation. That view has stuck with me since that period.

Ступінь доктора філософії за роботи в галузі алгебри і геометрії Пенроуз отримав в 1957 році. До того часу його вже захопила фізика. Особливо вплинув тут на нього відомий фізик і друг його брата Денніс Скіама.

У 1954 році Роджер і Лайонел Пенроузи опублікували в Британському журналі психології статтю про дві класично неможливі фігури: неможливий трикутник і нескінченні сходи. У цій статті неможливий трикутник був зображений в його класичному  — трьох з'єднаних під прямим кутом балок, зображених з ефектом перспективи. Пізніше, під впливом цієї статті голандський художник Мауріц Есхер створив свої знамениті літографії «Водоспад» і «Сходження та спуск».

Упродовж 1956–1957 академічних років Пенроуз читав лекції з чистої математики в у Бедфордському коледжі в Лондоні, а потім отримав посаду дослідника в рідному коледжі в Кембриджі, де провів три роки. Тоді ж (у 1959 році) він одружився з Джоан Ізабель Ведж (Joan Isabel Wedge).

Отримавши ще до закінчення навчання грант НАТО, вчений поїхав до США на 1959–1961 роки і працював у Принстонському і Сіракузькому університетах. Упродовж 1961–1963 років він обіймав посаду наукового співробітника в Королівському коледжі в Лондоні. У 1963–1964 його запрошено на посаду ад'юнкт-професора в Техаському університеті в Остіні.

У 1964 році Пенроуз був призначений лектором у коледжі Беркбека в Лондоні, а двома роками пізніше — професором прикладної математики там же.

У 1973 році Пенроуз зайняв посаду Роузболлового професора математики в Оксфордському університеті, яку він утримував до 1998 року, після чого залишився емеритом на тій же посаді, продовжуючи займати її донині. У тому ж 1998 році він був призначений Грешемським професором геометрії у Грешемському коледжі в Лондоні (до 2001 року).

У жовтні 2012 року Пенроуз перебував у Києві й прочитав дві лекції в Інституті міжнародних відносин Київського університету та КПІ (текст лекції).

В 1955 році, будучи студентом, Пенроуз перевинайшов псевдообернену матрицю, відому як псевдообернена матриця Мура — Пенроуза.

У 1957 році в Кембриджі Пенроуз отримав ступінь доктора філософії, захистивши дисертацію з основних методів алгебраїчної геометрії. У 1965 році знову в Кембриджі Пенроуз показав, що сингулярності, подібні до тих, що існують у чорних дірах, можуть бути сформовані в процесі гравітаційного колапсу при загибелі масивних зірок.

В 1967 році Пенроуз розробив теорію твісторів, в основі якої лежить відображення Пенроуза, що відображає геометричні об'єкти простору Мінковського на чотиривимірний комплексний векторний простір твісторів. У 1969 році він висунув гіпотезу «космічної цензури». Вона полягає в тому, що властивості самого Всесвіту не допускають спостереження голої сингулярності (наприклад, в чорних дірах), оскільки властивий сингулярностям індетермінізм прихований від спостерігача горизонтами подій. Це формулювання зараз відоме як гіпотеза слабкої цензури. У 1979 Пенроуз запропонував гіпотезу сильної цензури.

У 1974 році Роджер Пенроуз набуває широкої популярності завдяки запропонованій ним мозаїці Пенроуза, що дозволяє за допомогою всього лише двох плиток вельми простої форми замостити нескінченну площину візерунком, який ніде не повторюється. У 1984 році подібні структури були відкриті в розташуванні атомів квазікристалів.

Найважливішим науковим внеском Пенроуза можна вважати винахід спінових мереж (1971), які потім активно використовувалися для опису геометрії простору-часу в петльовій квантовії гравітації.

У 1989 році побачила світ його книжка «Новий розум короля», в якій автор виклав свої думки щодо так званого сильного штучного інтелекту, обґрунтовуючи неможливість втілення в життя такої форми штучного інтелекту.

У 90-х роках спільно зі Стюартом Гамероффом (Stuart Hameroff) Пенроуз розробив теорію квантового нейрокомп'ютингу Гамероффа — Пенроуза на основі моделі свідомості, яку автори назвали «Orch OR». За цією теорією активність мозку розглядається як суттєво квантовий процес. При цьому за рахунок ефектів квантової гравітації відбувається процес неперервної «об'єктивної редукції» (звідси OR — objective reduction) хвильової функції частин мозку, що зумовлено розбіжністю квантових станів простору-часу до межі, після якої вони редукуються. Процес редукції описується як «оркестрований» (orchestrated — Orch) вибір відповідного стану (термін «оркестровані» автори використовують, оскільки вважають, що колапсом макроскопічного сплутаного стану в мікротрубках клітинних органел деякою мірою керують, оркеструють мембранні білки) [10].

В 2004 Пенроуз випустив книжку Шлях до реальності (англ. The Road to Reality) з викладом власних поглядів на закони Всесвіту, 1099 сторінок, що містять обширні коментарі до законів фізики.

В 2005, в червневому номері журналу Discover, Пенроуз змалював власну інтерпретацію квантової механіки.[11]

• СПОСТЕРІГАЄМО СИГНАЛИ З ЧАСУ ПЕРЕД ВЕЛИКИМ ВИБУХОМ? Лекція, прочитана в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» 30 жовтня 2012 року. Переклад, післямова та примітки – д.ф.м.н. Максим Стріха.
• Roger Penrose. The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics. — 1. — Oxford University Press, 2002. — Т. Popular Science. — 640 с. — ISBN 978-0192861986. (англ.)
• Пенроуз Р., Шимони А., Картрайт Н., Хокинг С. Большое, малое и человеческий разум = The Large, the Small and the Human Mind. — М. : Мир, 2004. — 192 с.
• Пенроуз Р. Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики = The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds and The Laws of Physics. — М. : URSS, 2005. — 40 с.
• Пенроуз Р. Путь к реальности, или законы, управляющие Вселенной. Полный путеводитель = The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. — Ижевск : РХД, 2007. — 912 с.
• Пенроуз Р., Риндлер В. Спиноры и пространство-время = Spinors and Space-Time. — М. : Мир, 1987-1988. — 528+574 с.
• Пенроуз Р. Структура пространства-времени = Structure of Space-Time. — М. : Мир, 1972. — 184 с.
• Пенроуз Р. Тени разума. В поисках науки о сознании = Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness. — Ижевск : ИКИ, 2005. — 688 с.
• Пенроуз Р. Цикли часу. Новий погляд на еволюцію Всесвіту = Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe. — М. : Бином, 2013. — 333 с.
• Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени = The Nature of Space and Time. — Ижевск : РХД, 2000. — 160 с.
• Aldiss B., Penrose R. White Mars or, the mind set free. — Little, Brown & Company, 1999. — ISBN 978-0-316-85243-2.
• Penrose R. Collected Works. — Oxford University Press, 2010. — ISBN 978-0-199-21944-5.
• Penrose R. Techniques of Differential Topology in Relativity. — London : SIAM, 1972. — ISBN 978-0-898-71005-2.

• Премія Денні Хайнеман в галузі математичної фізики від Американського фізичного товариства та Американського інституту фізики (1971)
• Королівська медаль (1985)
• Премія Вольфа з фізики (1988)
• Медаль Альберта Ейнштейна (1990)
• Орден Заслуг (2000)
• Медаль де Моргана (2004)
• Медаль Коплі (2008)
• Нобелівська премія з фізики (2020)

• Стівен Гокінг

• Ігри, в які грає Пенроуз (Частина 1)
• Ігри, в які грає Пенроуз (Частина 2)
• Теорія суперечливості буття
• Роджер Пенроуз: «Це — культурна революція зверху!»