Сегодня родился Роджер Пенроуз

1zWrsb8zIHE1

Сегодня, 8 августа, в 1931 году родился математик, физик, теоретик черных дыр и создатель невозможных треугольников, автор научно-популярных бестселлеров и адепт квантовой теории сознания, человек-оркестр Роджер Пенроуз.

Сфера научных интереснов Пенроуза всегда была невероятно широка. Например, в возрасте 23 лет, еще будучи студентом, он заинтересовался картинами Маурица Эшера. Результатом этого интереса стала работа с исследованием серии «невозможных объектов», оптических иллюзий, которые выглядят как реальные объекты, но существование которых невозможно в евклидовом пространстве. Наиболее известен из них трибар или «треугольник Пенроуза». На самом деле авторство трибара весьма запутано, так как подобный объект (хоть и в чистой форме, а из кубов) еще 1934 году нарисовал шведский художник Оскар Рутесвард, а Роджера (и его отца, Лайонела) на создание треугольника вдохновили картины Эшера, который, судя по всему, не знал работ Рутесварда. Впоследствии уже фигуры Пенроуза стали источником вдохновения для самых знаменитых картин Эшера – «Водопада» и «Подъема и спуска».

BskSAU7CEMU1

 

Оп-арт скульптура трибара в Австрии

Другое «наглядное» изобретение именинника – «мозайка Пенроуза». В середине семидесятых годов ученый обнаружил тип разбиения поверхности, который подразумевает использование только нескольких фигур (как минимум – две), но при этом обладает непериодичностью (отсутсвие трансляционной симметрии) и, одновременно, самоподобием. Другими словами, фрагменты мощения сколь угодно большого размера на бесконечной плоскости повторяются, но их все равно нельзя совместить методом сдвига на некоторый шаг.

На протяжении десятилетий мозайки Пенроуза понимались лишь как любопытная математическая сущность, – до тех пор, пока не были открыты квазикристаллы. Структура квазикристалло, запрещенная классической кристаллографией, оказалась природной реализацией мозайки Пенроуза в трехмерном пространстве. Это открытие, невозможное без использования созданной Пенроузом математической базы, в 2011 году было отмечено Нобелевской премией.

T-hYy4Yfv0g1

Картина Урса Шмида (Urs Schmid) с мощением Пенроуза.

В последние тридцать лет Пенроуз наиболее известен как создатель собственной теории сознания, которая сочетает элементы квантовой физики, критики теории сильного искусственного интеллекта (с позиций теоремы Гёделя о неполноте) и весьма экзотичной интерпретации клеточной биологии. Математик утверждает, что работа мозга принципиально отличается от искусственного интеллекта своей неалгоритмичностью, и из этого, якобы, следует участие квантовых процессов в мышлении. По Пенроузу мозг – это своего рода квантовый «компьютер», о работе которого почти ничего не известно. Более того, согласно Пенроузу, известных на сегодняшний день физических взаимодействий недостаточно для понимания природы мышления и сути сознания.

p57WDHGdTuw1

Микротрубочки, по мнению Пенроуза, являются местом квантовых вычислений в мозге.

В последние годы Пероуз совместно со Стюартом Хамероф разрабатывает теорию о том, что квантовые вычисления в мозге проводятся в определенном месте – внутри микротрубочек, которые составляют основа цитоскелета всех животных клеток. Полость микротрубочек, согласно этой теории, изолирует квантовые системы от внешних влияний и предотвращает преждевременный коллапс волновой функции. Большинство нейробиологов воспринимают это теорию если не как безумие, то как очень экзотичную гипотезу, которая противоречит примерно всему, что известно и в физике (десятипорядкавая разница в масштабах времени между квантовыми и электрохимическими процессами) и в нейробиологии (например, белковая теория памяти). Интересно, однако, что в начале этого года у микротрубочек обнаружили квантовые осцилляции, что, по мнению Пенроуза, является долгожданным подтверждением его теории.