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羅傑·潘洛斯

二月 11, 2023

羅傑·潘洛斯爵士，OM，FRS（英語：Sir Roger Penrose，1931年8月8日－），英國數學物理學家與牛津大學數學系 W. W. Rouse Ball 名譽教授。他在數學物理方面的工作擁有高度評價，特別是對廣義相對論與宇宙學方面的貢獻。他也是娛樂數學家與具爭議性的哲學家。羅傑·潘洛斯是科學家理昂內·潘洛斯與瑪格麗特·雷瑟斯（英语：Margaret Leathes）的兒子，為數學家奧利佛·潘洛斯（英语：Oliver Penrose）與西洋棋大師強納森·潘洛斯的兄弟。

羅傑·潘洛斯
Roger Penrose
潘洛斯，攝於 2011 年
出生 (1931-08-08) 1931年8月8日（91歲）
 英国埃塞克斯郡科爾切斯特
居住地 英国
 加拿大（二戰期間）
国籍 英国
母校伦敦大学学院
剑桥大学圣约翰学院
知名于扭量理論
時空幾何
宇宙审查
摩尔—彭若斯广义逆
潘洛斯鋪磚法
潘洛斯階梯
奖项沃爾夫獎（1988 年）
狄拉克獎章（1989 年）
德摩根奖章（2004年）
科普利獎章（2008 年）
诺贝尔物理学奖（2020 年）
科学生涯
研究领域數學物理
數學科學
机构倫敦大學貝德福德學院
劍橋大學聖約翰學院
普林斯頓大學
雪城大學
倫敦國王學院
倫敦大學柏貝克學院
牛津大學
博士導師約翰·陶德（英语：J. A. Todd）（John A. Todd）
著名學生
  • 克劳德·勒布伦（英语：Claude Lebrun）
  • 理查德·沃德
  • 特里斯坦·尼达姆（英语：Tristan Needham）
  • 阿什加尔·卡迪尔（英语：Asghar Qadir）
  • 连恩·休斯顿（英语：Lane P. Hughston）
受影响自丹尼斯·夏瑪（Dennis Sciama）
施影响于米高·阿蒂亞

他因發現黑洞的形成是广义相对论的確鑿预测[註 1]而获得2020年诺贝尔物理学奖。[1]

早期生活和教育

羅傑·潘洛斯（Roger Penrose）生於埃塞克斯（Essex）的科爾切斯特（Colchester），是瑪格麗特（Leathes）与精神病學家和遺傳學家莱昂内尔·彭罗斯（Lionel Penrose）的兒子。

潘洛斯小時候在加拿大度過了第二次世界大戰，父親在加拿大安大略省倫敦工作[2]。 潘洛斯曾就讀於University College School和倫敦大學學院，並在那裡獲得了數學的一等學位。

研究

 
Urs Schmid所繪油畫（1995 年），主題為潘洛斯鋪磚法，運用到寬細兩種菱形。

1955 年，潘洛斯在他還是學生之時重新發明了广义逆矩阵（又稱作摩尔—彭若斯广义逆（Moore-Penrose inverse）。[3]

1958 年，潘洛斯在劍橋大學於知名代數學家與幾何學家約翰·陶德（英语：J. A. Todd）（John A. Todd）指導下獲得博士學位；其博士論文題目為《代數幾何學中的張量方法》（Tensor methods in algebraic geometry）。1965 年，潘洛斯與物理學家史蒂芬·霍金在劍橋大學證明了奇點（例如黑洞）可以從毀壞中的巨星體的重力塌縮現象中形成。[4]

1967 年，潘洛斯發明了扭量理論，將閔可夫斯基空間中的幾何物體映射到四維複空間，此空間度規標誌為（2,2）。於 1969 年，他推測出宇宙審查假說。這項提案（相當非正式地）指出了宇宙阻擋我們了解奇點（例如黑洞）内禀的不可預測性，以其被遮掩在我們視線之外。這個形式現在稱作弱審查假說；於 1979 年，潘洛斯建構了更強的形式，稱作強審查假說。加上BKL猜想與非線性穩定性問題，使得審查猜想成為廣義相對論中最重要的未決問題之一。

羅傑·潘洛斯以其於 1974 年發現潘洛斯鋪磚法著稱，能以兩種磚片非週期性地鋪滿整個平面。類似特徵於 1984 年在類晶體中的原子排列中被發現。他最重要的貢獻可能是他在 1971 年發明了自旋網路，爾後在迴圈量子重力理論中成為構成時空幾何的基礎。他在推廣通稱為彭罗斯图的因果圖頗具影響力。

1983年，當時的教務長比爾·戈登（Bill Gordon）邀請潘洛斯在休斯敦的萊斯大學（Rice University）任教。 從1983年到1987年，他在那里工作[5]。

後來的活動

2004 年，潘洛斯發表了《接近真實：宇宙法則導引》（The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe），是一本 1,099 頁的書籍，目標在於對物理定律給予詳盡的指導。

潘洛斯是賓夕法尼亞州立大學的弗朗西斯和海倫·彭茨（Helen Pentz）杰出的物理學和數學客座教授[6]。

物理与意识

 
参加会议的潘洛斯教授。

潘洛斯撰写了探讨基础物理与人类（或者动物）意识之间联系的一些书籍。在《皇帝新脑》（1989）一书中，他声称已知的物理定律不足以解释意识现象。潘洛斯提议新物理学所具有的特性应该能填补经典物理学和量子力学（他本人称之为正确的量子引力理论）之间的理论沟壑。潘洛斯使用图灵的停机问题的变体（比如，考虑只有 ON 和 OFF 两个状态的机器，当给定的图灵机停机时，系统状态被置为 ON；当图灵机运行时，系统则被置为 OFF。如此，系统状态将完全取决于图灵机本身。但是并没有算法上可行的方法来确定图灵机是否停机）来说明一个确定性的系统并不需要一定是图灵可计算的（从算法角度讲可进行有效计算的）。

潘洛斯相信这种确定性和非算法性共存的计算过程或许在量子力学波动方程的推导中起到作用，甚至可能在智能的产生中具有作用。他认为作为一种算法确定性的系统，当前的电子计算机无法产生智能。他反对认为大脑的推理过程是完全的图灵可计算的观点（若此则大脑可被足够复杂的电子计算机复制）。潘洛斯的这方面观点与强人工智能支持者的观点相左，后者即认为思维可用算法模拟。为了驳斥后者的观点，潘洛斯声称意识是超越数理逻辑的，因为诸如停机问题的不可解性质和哥德尔不完备定理导致基于算法的逻辑系统不能产生具有人类智能特性的智能（比如，对数学的洞见）。这些说法最早得到了牛津大学莫頓学院的哲学家約翰·盧卡斯（John Lucas）的支持。

 
具有菱形對稱性的潘洛斯平鋪
 
羅傑·潘洛斯在得克萨斯农工大学米切爾基礎物理與天文學研究所的休息室，站在地板上，鋪著潘洛斯平鋪的瓷磚

潘洛斯和盧卡斯关于哥德尔不完备定理在人类智能的计算理论方面所具有的含义的观点受到了来自数学家，计算机科学家和哲学家的广泛批评。尽管不同领域的专家会从不同的方面进行批评，[7]但上述领域的专家们一致认为潘洛斯/盧卡斯的观点是不成立的。来自马文·闵斯基（人工智能的主要支持者）的批评尤其激烈：潘洛斯“一章接一章的试图说明人类意识不能基于任何已知的科学原理。”闵斯基的立场与此完全相反——他相信本质上来说人类就是机器：虽然这种机器的功能很复杂，但使用现有的物理学是完全可解释的。闵斯基如此评价潘洛斯：“在科学探索的道路上，仅靠攻击现有的科学知识将无法获取新的原理。但在我看来，这就是潘洛斯的探索手段。”[8]

作为对《皇帝新脑》所受到的负面评价的回应，潘洛斯随后出版了《意识的阴影》（Shadows of the Mind, 1994）和《庞大，渺小，及人类意识》（The Large, the Small and the Human Mind, 1997）。在这些书中，他还引用了来自麻醉专家史都華·哈默洛夫的观察。

潘洛斯和史都華·哈默洛夫认为意识是微管中量子引力效应的结果。该过程被他们称为 Orch-OR（orchestrated objective reduction，暂译：谐客观化归）。此后，在《物理评论E》上，马克斯·泰格马克发文指出，微管中神经元激发和兴奋的时间尺度以最少 10,000,000,000 倍的因子慢于量子退相干时间。[9]马克斯·泰格马克的论文受到了广泛接受，有文章如此总结：“没有卷入这场争斗的物理学家们——比如 IBM 的 Jone A. Smolin——认为文中的计算解决了长久以来的怀疑。‘我们拥有的并不是一颗接近绝对零值的大脑。从合理性上来讲人类大脑不可能以量子方式进化’”。[10]马克斯·泰格马克的论文被潘洛斯-哈默洛夫的批评者们广泛引用。

物理学家 Scott Hagan、Jack Tuszynski 和史都華·哈默洛夫也在《物理评论E》上发文回应马克斯·泰格马克，[11]声称马克斯·泰格马克检验的并不是 Orch-OR 模型，而是他自己构造的模型：马克斯·泰格马克的计算中涉及的量子叠加态（the superpositions of quanta）以 24 纳米分隔，而非 Orch-OR 所要求的小的多的分隔。按照 Orch-OR 规定的量子叠加态进行运算之后，史都華·哈默洛夫的团队宣布新的量子退相干所需的时间尺度要比马克斯·泰格马克的结果大 7 个级数。但这个结果依然比所需的时间少了 25 毫秒——如果想要使量子过程如同 Orch-OR 所描述的那样，能够和 40 赫兹的伽玛同步产生关联的话。为了弥补这一环节，史都華·哈默洛夫等人做了一系列假设和提议。首先他们假设微管内部可以在液态和凝胶态之间互相转换。在凝胶状态下，他们进一步假设水的电偶极子会沿着微管外围的微管蛋白同向排列。史都華·哈默洛夫认为这种有序排列的水将会屏蔽微管蛋白中任何量子退相干过程。每个微管蛋白还会从微管中延伸出一条带负电荷的“尾巴”，从而可以吸引带正电荷的离子。这可以进一步屏蔽量子退相干的过程。除此之外，还有推测认为微管可在生物能的驱使下进入相干态。

 
羅傑·潘洛斯在圣地亚哥大学接受 Fonseca 奖

最终，有建议认为微管的构造或许适用于量子纠错（quantum error correction），一种可将量子相干性和环境交互能力结合起来的手段。在最近的十年里，一些同情潘洛斯的研究者提出了若干适用于微管量子过程的替代方案。这些方案认为微管蛋白的“尾巴”可以和微管相关的蛋白质（motor proteins和presynaptic scaffold proteins）发生作用。这些提议的优势在于可在马克斯·泰格马克的量子退相干时间尺度内发生。

史都華·哈默洛夫在 Google Tech 关于量子生物学的系列讲座中给出了该领域近期研究的总结，结果再次招致对 Orch-OR 模型的批评。[12]除此之外，潘洛斯和史都華·哈默洛夫在一篇发表于 2011 年的论文中，参考之前所受到的批评，给出了 Orch-OR 理论的修改模型；该论文还探讨了意识在宇宙中占有的地位。[13]

尽管作为潘洛斯观点的支持者，但根据闵斯基和科学专栏作家查爾斯·塞費（Charles Seife）的评价，Phillip Tetlow 依然认为潘洛斯关于人类意识过程的看法在科学界属于“少数派观点”。Seife 把潘洛斯描述成“一小撮相信意识的本质是量子过程的科学家”之一。

2014 年 1 月，史都華·哈默洛夫和潘洛斯主張，日本物質材料研究中心的博士 Anirban Bandyopadhyay 所发现的微管中的量子振荡证实了 Orch-OR 假说。[14][15]这个理论的修订更正版伴随著批评和辩论发表在《Physics of Life Reviews》。[16]

宗教信仰

潘洛斯是一个无神论者。[17][18]在纪录片时间简史（A Brief History of Time）中，潘洛斯说道：

“我认为宇宙是有目的的，它的出现不可能是机缘巧合……有些人认为宇宙就是会存在，而且就是会运转——有点类似某种计算过程，然后我们不知道怎么的，就意外出现在宇宙中。但是我认为在看待宇宙的问题上，这些看法并不具有建设意义，我认为关于宇宙一定有什么更深刻的东西。”[19]

潘洛斯还是英国人道协会的杰出支持者。

獲獎

 
讲座中的潘洛斯

羅傑·潘洛斯因對科學的貢獻獲頒多個獎項。

著作

  • Penrose. Techniques of Differential Topology in Relativity. Society for Industrial & Applied Mathematics. 1972. ISBN 978-0-89871-005-2.  (rare)
  • Penrose, Roger; Rindler, Wolfgang. Spinors and Space-Time: Volume 1, Two-Spinor Calculus and Relativistic Fields. Cambridge University Press. 1987 (reprint). ISBN 978-0-521-33707-6.  (paperback)
  • Penrose, Roger; Rindler, Wolfgang. Spinors and Space-Time: Volume 2, Spinor and Twistor Methods in Space-Time Geometry. Cambridge University Press. 1988 (reprint). ISBN 978-0-521-34786-0.  (paperback)
  • Penrose. The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and The Laws of Physics. Oxford University Press. 1989. ISBN 978-0-14-014534-2.  (paperback)
  • Penrose. Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness. Oxford University Press. 1994. ISBN 978-0-19-853978-0.  (hardback)
  • Hawking, Stehpen; Penrose, Roger. The Nature of Space and Time. Princeton University Press. 1996. ISBN 978-0-691-03791-2.  (hardback) ISBN 978-0-691-05084-3 (paperback).
  • Penrose, Roger; Shimony, Abner; Cartwright, Nancy; Hawking, Stephen. The Large, the Small, and the Human Mind. Cambridge University Press. 1997. ISBN 978-0-521-56330-7.  (hardback), ISBN 978-0-521-65538-5 (paperback), Canto edition: ISBN 978-0-521-78572-3.
  • Penrose. The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. London: Jonathan Cape. 2004. ISBN 978-0-224-04447-9.  (hardcover), ISBN 978-0-09-944068-0 (paperback).

相關條目

注释

  1. ^ 原文是“for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity”。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 NobelPrize.org. The Nobel Prize in Physics 2020. THE NOBEL PRIZE. Nobel Media AB 2020. 2020-10-06 [2020-10-06]. （原始内容于2021-04-24） （英语）. one half awarded to Roger Penrose "for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity" 
  2. ^ Ogilvie, Megan. Just Visiting: Sir Roger Penrose. Toronto Star. 2009-03-23 [2020-10-09]. （原始内容于2021-01-07）. 
  3. ^ Penrose, Roger. A Generalized Inverse for Matrices. Proc. Cambridge Phil. Soc. 1955, 51 (3): 406–413. 
  4. ^ Ferguson, Kitty. Stephen Hawking: Quest For A Theory of Everything. Franklin Watts. 1991: 66. ISBN 978-0-553-29895-6. 
  5. ^ Roger Penrose at Rice, 1983–87. Rice History Corner. 2013-05-22 [2020-10-12]. （原始内容于2016-06-17）. 
  6. ^ . [2007-07-09]. （原始内容存档于2008-04-16）. 
  7. ^ Criticism of the Lucas/Penrose argument that intelligence can not be entirely algorithmic:
    • MindPapers: 6.1b. Godelian arguments （页面存档备份，存于互联网档案馆）
    • References for Criticisms of the Gödelian Argument （页面存档备份，存于互联网档案馆）*
    • Boolos, George, et al. 1990. An Open Peer Commentary on The Emperor's New Mind. Behavioral and Brain Sciences 13 (4) 655.
    • Davis, Martin 1993. How subtle is Gödel's theorem? More on Roger Penrose. Behavioral and Brain Sciences, 16, 611-612. Online version at Davis' faculty page at http://cs.nyu.edu/cs/faculty/davism/ （页面存档备份，存于互联网档案馆）
    • Feferman, Solomon 1996. Penrose's Gödelian argument （页面存档备份，存于互联网档案馆）. PSYCHE 2, 21–32.
    • Krajewski, Stanislaw 2007. On Gödel's Theorem and Mechanism: Inconsistency or Unsoundness is Unavoidable in any Attempt to 'Out-Gödel' the Mechanist. Fundamenta Informaticae 81, 173–181. Reprinted in Topics in Logic, Philosophy and Foundations of Mathematics and Computer Science:In Recognition of Professor Andrzej Grzegorczyk (2008), p. 173 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
    • LaForte, Geoffrey, Patrick J. Hayes, and Kenneth M. Ford 1998. Why Gödel's Theorem Cannot Refute Computationalism （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Artificial Intelligence, 104:265–286.
    • Lewis, David K. 1969. Lucas against mechanism （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Philosophy 44 231–233.
    • Putnam, Hilary 1995. Review of Shadows of the Mind. In Bulletin of the American Mathematical Society 32, 370–373（also see Putnam's less technical criticisms in his New York Times review （页面存档备份，存于互联网档案馆））
    Sources that indicate Penrose's argument is generally rejected:
    • Bringsford, S. and Xiao, H. 2000. A Refutation of Penrose's Gödelian Case Against Artificial Intelligence （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Journal of Experimental and Theoretical Artificial Intelligence 12: 307–329. The authors write that it is "generally agreed" that Penrose "failed to destroy the computational conception of mind."
    • In an article at . [2010-10-22]. （原始内容存档于2001-01-25）.  L.J. Landau at the Mathematics Department of King's College London writes that "Penrose's argument, its basis and implications, is rejected by experts in the fields which it touches."
    Sources that also note that different sources attack different points of the argument:
    • Princeton Philosophy professor John Burgess writes in On the Outside Looking In: A Caution about Conservativeness （页面存档备份，存于互联网档案馆） (published in Kurt Gödel: Essays for his Centennial, with the following comments found on pp. 131–132 （页面存档备份，存于互联网档案馆）) that "the consensus view of logicians today seems to be that the Lucas–Penrose argument is fallacious, though as I have said elsewhere, there is at least this much to be said for Lucas and Penrose, that logicians are not unanimously agreed as to where precisely the fallacy in their argument lies. There are at least three points at which the argument may be attacked."
    • Dershowitz, Nachum 2005. The Four Sons of Penrose （页面存档备份，存于互联网档案馆）, in Proceedings of the Eleventh Conference on Logic Programming for Artificial Intelligence and Reasoning（LPAR; Jamaica）, G. Sutcliffe and A. Voronkov, eds., Lecture Notes in Computer Science, vol. 3835, Springer-Verlag, Berlin, pp. 125–138.
  8. ^ Marvin Minsky. "Conscious Machines." Machinery of Consciousness, Proceedings, National Research Council of Canada, 75th Anniversary Symposium on Science in Society, June 1991.
  9. ^ Tegmark, Max. 2000. "The importance of quantum decoherence in brain processes". Physical Review E. vol 61. pp. 4194–4206.
  10. ^ Tetlow, Philip. The Web's Awake: An Introduction to the Field of Web Science and the Concept of Web Life. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. 2007: 166. ISBN 978-0-470-13794-9. 
  11. ^ Hagan, S., Hameroff, S., and Tuszyński, J. Quantum Computation in Brain Microtubules? Decoherence and Biological Feasibility. Physical Review E. 2002, 65: 061901. Bibcode:2002PhRvE..65f1901H. arXiv:quant-ph/0005025  . doi:10.1103/PhysRevE.65.061901. 
  12. ^ 存档副本. [2012-07-07]. （原始内容于2020-12-28）. 
  13. ^ . [2012-08-13]. （原始内容存档于2012-06-16）. 
  14. ^ Anirban Bandyopadhyay. ResearchGate. [2014-02-22]. （原始内容于2015-02-20）. 
  15. ^ Discovery of quantum vibrations in 'microtubules' inside brain neurons supports controversial theory of consciousness. ScienceDaily. [2014-02-22]. （原始内容于2015-12-17）. 
  16. ^ S. Hameroff; R. Penrose. Consciousness in the universe: A review of the 'Orch OR' theory. Physics of Life Reviews. 2014, 11 (1): 39–78 [2014-03-29]. Bibcode:2014PhLRv..11...39H. PMID 24070914. doi:10.1016/j.plrev.2013.08.002. （原始内容于2014-07-29）. 
  17. ^ Harris, Sam. Letter to A Christian Nation. SamHarrisOrg. [2020-06-05]. （原始内容于2010-12-29）.  Quoting Penrose's blurb for Harris's book Letter to a Christian Nation.
  18. ^ Big Bang follows Big Bang follows Big Bang. BBC News. 2010-09-25 [2010-12-01]. （原始内容于2010-11-30）. .
  19. ^ See A Brief History of Time 互联网档案馆的，存档日期2012-02-25., quote starts at about 1:12:43 in the video.

延伸阅读

  • Ferguson, Kitty. Stephen Hawking: Quest For A Theory of Everything. Franklin Watts. 1991. ISBN 978-0-553-29895-6. 
  • Misner, Charles; Thorne, Kip S. & Wheeler, John Archibald. Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman. 1973. ISBN 978-0-7167-0344-0. ; see Box 34.2.

外部連結

  • Tegmark, Max. 2000. "腦部程序中量子脫散的重要性 （页面存档备份，存于互联网档案馆）". Physical Review E. vol 61. pp. 4194-4206.
  • Hagan, Hameroff, Tuszynski:量子脫散的爭論 - ""
  • Tegmarks's rejoinder to Hagan et al （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  • Toilet Paper Plagiarism （页面存档备份，存于互联网档案馆）

二月 11, 2023
羅傑, 潘洛斯, 此條目翻譯品質不佳, 翻譯者可能不熟悉中文或原文語言, 也可能使用了機器翻譯, 請協助翻譯本條目或重新編寫, 并注意避免翻译腔的问题, 明顯拙劣的翻譯請改掛, href, template, html, class, redirect, title, template, href, wikipedia, html, class, redirect, title, wikipedia, 提交刪除, 爵士, 英語, roger, penrose, 1931年8月8日, 英國數學物理學家與牛津大學數學系. 此條目翻譯品質不佳 翻譯者可能不熟悉中文或原文語言 也可能使用了機器翻譯 請協助翻譯本條目或重新編寫 并注意避免翻译腔的问题 明顯拙劣的翻譯請改掛 a href Template D html class mw redirect title Template D d a a href Wikipedia CSD html G13 class mw redirect title Wikipedia CSD G13 a 提交刪除 羅傑 潘洛斯爵士 OM FRS 英語 Sir Roger Penrose 1931年8月8日 英國數學物理學家與牛津大學數學系 W W Rouse Ball 名譽教授 他在數學物理方面的工作擁有高度評價 特別是對廣義相對論與宇宙學方面的貢獻 他也是娛樂數學家與具爭議性的哲學家 羅傑 潘洛斯是科學家理昂內 潘洛斯與瑪格麗特 雷瑟斯 英语 Margaret Leathes 的兒子 為數學家奧利佛 潘洛斯 英语 Oliver Penrose 與西洋棋大師強納森 潘洛斯的兄弟 羅傑 潘洛斯 Roger Penrose潘洛斯 攝於 2011 年出生 1931 08 08 1931年8月8日 91歲 英国埃塞克斯郡科爾切斯特居住地 英国 加拿大 二戰期間 国籍 英国母校伦敦大学学院剑桥大学圣约翰学院知名于扭量理論時空幾何宇宙审查摩尔 彭若斯广义逆潘洛斯鋪磚法潘洛斯階梯奖项沃爾夫獎 1988 年 狄拉克獎章 1989 年 德摩根奖章 2004年 科普利獎章 2008 年 诺贝尔物理学奖 2020 年 科学生涯研究领域數學物理數學科學机构倫敦大學貝德福德學院劍橋大學聖約翰學院普林斯頓大學雪城大學倫敦國王學院倫敦大學柏貝克學院牛津大學博士導師約翰 陶德 英语 J A Todd John A Todd 著名學生克劳德 勒布伦 英语 Claude Lebrun 理查德 沃德 特里斯坦 尼达姆 英语 Tristan Needham 阿什加尔 卡迪尔 英语 Asghar Qadir 连恩 休斯顿 英语 Lane P Hughston 受影响自丹尼斯 夏瑪 Dennis Sciama 施影响于米高 阿蒂亞他因發現黑洞的形成是广义相对论的確鑿预测 註 1 而获得2020年诺贝尔物理学奖 1 目录 1 早期生活和教育 2 研究 3 後來的活動 4 物理与意识 5 宗教信仰 6 獲獎 7 著作 8 相關條目 9 注释 10 參考文獻 11 延伸阅读 12 外部連結早期生活和教育 编辑羅傑 潘洛斯 Roger Penrose 生於埃塞克斯 Essex 的科爾切斯特 Colchester 是瑪格麗特 Leathes 与精神病學家和遺傳學家莱昂内尔 彭罗斯 Lionel Penrose 的兒子 潘洛斯小時候在加拿大度過了第二次世界大戰 父親在加拿大安大略省倫敦工作 2 潘洛斯曾就讀於University College School和倫敦大學學院 並在那裡獲得了數學的一等學位 研究 编辑 Urs Schmid所繪油畫 1995 年 主題為潘洛斯鋪磚法 運用到寬細兩種菱形 潘洛斯三角 1955 年 潘洛斯在他還是學生之時重新發明了广义逆矩阵 又稱作摩尔 彭若斯广义逆 Moore Penrose inverse 3 1958 年 潘洛斯在劍橋大學於知名代數學家與幾何學家約翰 陶德 英语 J A Todd John A Todd 指導下獲得博士學位 其博士論文題目為 代數幾何學中的張量方法 Tensor methods in algebraic geometry 1965 年 潘洛斯與物理學家史蒂芬 霍金在劍橋大學證明了奇點 例如黑洞 可以從毀壞中的巨星體的重力塌縮現象中形成 4 1967 年 潘洛斯發明了扭量理論 將閔可夫斯基空間中的幾何物體映射到四維複空間 此空間度規標誌為 2 2 於 1969 年 他推測出宇宙審查假說 這項提案 相當非正式地 指出了宇宙阻擋我們了解奇點 例如黑洞 内禀的不可預測性 以其被遮掩在我們視線之外 這個形式現在稱作弱審查假說 於 1979 年 潘洛斯建構了更強的形式 稱作強審查假說 加上BKL猜想與非線性穩定性問題 使得審查猜想成為廣義相對論中最重要的未決問題之一 羅傑 潘洛斯以其於 1974 年發現潘洛斯鋪磚法著稱 能以兩種磚片非週期性地鋪滿整個平面 類似特徵於 1984 年在類晶體中的原子排列中被發現 他最重要的貢獻可能是他在 1971 年發明了自旋網路 爾後在迴圈量子重力理論中成為構成時空幾何的基礎 他在推廣通稱為彭罗斯图的因果圖頗具影響力 1983年 當時的教務長比爾 戈登 Bill Gordon 邀請潘洛斯在休斯敦的萊斯大學 Rice University 任教 從1983年到1987年 他在那里工作 5 後來的活動 编辑2004 年 潘洛斯發表了 接近真實 宇宙法則導引 The Road to Reality A Complete Guide to the Laws of the Universe 是一本 1 099 頁的書籍 目標在於對物理定律給予詳盡的指導 潘洛斯是賓夕法尼亞州立大學的弗朗西斯和海倫 彭茨 Helen Pentz 杰出的物理學和數學客座教授 6 物理与意识 编辑 参加会议的潘洛斯教授 潘洛斯撰写了探讨基础物理与人类 或者动物 意识之间联系的一些书籍 在 皇帝新脑 1989 一书中 他声称已知的物理定律不足以解释意识现象 潘洛斯提议新物理学所具有的特性应该能填补经典物理学和量子力学 他本人称之为正确的量子引力理论 之间的理论沟壑 潘洛斯使用图灵的停机问题的变体 比如 考虑只有 ON 和 OFF 两个状态的机器 当给定的图灵机停机时 系统状态被置为 ON 当图灵机运行时 系统则被置为 OFF 如此 系统状态将完全取决于图灵机本身 但是并没有算法上可行的方法来确定图灵机是否停机 来说明一个确定性的系统并不需要一定是图灵可计算的 从算法角度讲可进行有效计算的 潘洛斯相信这种确定性和非算法性共存的计算过程或许在量子力学波动方程的推导中起到作用 甚至可能在智能的产生中具有作用 他认为作为一种算法确定性的系统 当前的电子计算机无法产生智能 他反对认为大脑的推理过程是完全的图灵可计算的观点 若此则大脑可被足够复杂的电子计算机复制 潘洛斯的这方面观点与强人工智能支持者的观点相左 后者即认为思维可用算法模拟 为了驳斥后者的观点 潘洛斯声称意识是超越数理逻辑的 因为诸如停机问题的不可解性质和哥德尔不完备定理导致基于算法的逻辑系统不能产生具有人类智能特性的智能 比如 对数学的洞见 这些说法最早得到了牛津大学莫頓学院的哲学家約翰 盧卡斯 John Lucas 的支持 具有菱形對稱性的潘洛斯平鋪 羅傑 潘洛斯在得克萨斯农工大学米切爾基礎物理與天文學研究所的休息室 站在地板上 鋪著潘洛斯平鋪的瓷磚 潘洛斯和盧卡斯关于哥德尔不完备定理在人类智能的计算理论方面所具有的含义的观点受到了来自数学家 计算机科学家和哲学家的广泛批评 尽管不同领域的专家会从不同的方面进行批评 7 但上述领域的专家们一致认为潘洛斯 盧卡斯的观点是不成立的 来自马文 闵斯基 人工智能的主要支持者 的批评尤其激烈 潘洛斯 一章接一章的试图说明人类意识不能基于任何已知的科学原理 闵斯基的立场与此完全相反 他相信本质上来说人类就是机器 虽然这种机器的功能很复杂 但使用现有的物理学是完全可解释的 闵斯基如此评价潘洛斯 在科学探索的道路上 仅靠攻击现有的科学知识将无法获取新的原理 但在我看来 这就是潘洛斯的探索手段 8 作为对 皇帝新脑 所受到的负面评价的回应 潘洛斯随后出版了 意识的阴影 Shadows of the Mind 1994 和 庞大 渺小 及人类意识 The Large the Small and the Human Mind 1997 在这些书中 他还引用了来自麻醉专家史都華 哈默洛夫的观察 潘洛斯和史都華 哈默洛夫认为意识是微管中量子引力效应的结果 该过程被他们称为 Orch OR orchestrated objective reduction 暂译 谐客观化归 此后 在 物理评论E 上 马克斯 泰格马克发文指出 微管中神经元激发和兴奋的时间尺度以最少 10 000 000 000 倍的因子慢于量子退相干时间 9 马克斯 泰格马克的论文受到了广泛接受 有文章如此总结 没有卷入这场争斗的物理学家们 比如 IBM 的 Jone A Smolin 认为文中的计算解决了长久以来的怀疑 我们拥有的并不是一颗接近绝对零值的大脑 从合理性上来讲人类大脑不可能以量子方式进化 10 马克斯 泰格马克的论文被潘洛斯 哈默洛夫的批评者们广泛引用 物理学家 Scott Hagan Jack Tuszynski 和史都華 哈默洛夫也在 物理评论E 上发文回应马克斯 泰格马克 11 声称马克斯 泰格马克检验的并不是 Orch OR 模型 而是他自己构造的模型 马克斯 泰格马克的计算中涉及的量子叠加态 the superpositions of quanta 以 24 纳米分隔 而非 Orch OR 所要求的小的多的分隔 按照 Orch OR 规定的量子叠加态进行运算之后 史都華 哈默洛夫的团队宣布新的量子退相干所需的时间尺度要比马克斯 泰格马克的结果大 7 个级数 但这个结果依然比所需的时间少了 25 毫秒 如果想要使量子过程如同 Orch OR 所描述的那样 能够和 40 赫兹的伽玛同步产生关联的话 为了弥补这一环节 史都華 哈默洛夫等人做了一系列假设和提议 首先他们假设微管内部可以在液态和凝胶态之间互相转换 在凝胶状态下 他们进一步假设水的电偶极子会沿着微管外围的微管蛋白同向排列 史都華 哈默洛夫认为这种有序排列的水将会屏蔽微管蛋白中任何量子退相干过程 每个微管蛋白还会从微管中延伸出一条带负电荷的 尾巴 从而可以吸引带正电荷的离子 这可以进一步屏蔽量子退相干的过程 除此之外 还有推测认为微管可在生物能的驱使下进入相干态 羅傑 潘洛斯在圣地亚哥大学接受 Fonseca 奖 最终 有建议认为微管的构造或许适用于量子纠错 quantum error correction 一种可将量子相干性和环境交互能力结合起来的手段 在最近的十年里 一些同情潘洛斯的研究者提出了若干适用于微管量子过程的替代方案 这些方案认为微管蛋白的 尾巴 可以和微管相关的蛋白质 motor proteins和presynaptic scaffold proteins 发生作用 这些提议的优势在于可在马克斯 泰格马克的量子退相干时间尺度内发生 史都華 哈默洛夫在 Google Tech 关于量子生物学的系列讲座中给出了该领域近期研究的总结 结果再次招致对 Orch OR 模型的批评 12 除此之外 潘洛斯和史都華 哈默洛夫在一篇发表于 2011 年的论文中 参考之前所受到的批评 给出了 Orch OR 理论的修改模型 该论文还探讨了意识在宇宙中占有的地位 13 尽管作为潘洛斯观点的支持者 但根据闵斯基和科学专栏作家查爾斯 塞費 Charles Seife 的评价 Phillip Tetlow 依然认为潘洛斯关于人类意识过程的看法在科学界属于 少数派观点 Seife 把潘洛斯描述成 一小撮相信意识的本质是量子过程的科学家 之一 2014 年 1 月 史都華 哈默洛夫和潘洛斯主張 日本物質材料研究中心的博士 Anirban Bandyopadhyay 所发现的微管中的量子振荡证实了 Orch OR 假说 14 15 这个理论的修订更正版伴随著批评和辩论发表在 Physics of Life Reviews 16 宗教信仰 编辑潘洛斯是一个无神论者 17 18 在纪录片时间简史 A Brief History of Time 中 潘洛斯说道 我认为宇宙是有目的的 它的出现不可能是机缘巧合 有些人认为宇宙就是会存在 而且就是会运转 有点类似某种计算过程 然后我们不知道怎么的 就意外出现在宇宙中 但是我认为在看待宇宙的问题上 这些看法并不具有建设意义 我认为关于宇宙一定有什么更深刻的东西 19 潘洛斯还是英国人道协会的杰出支持者 獲獎 编辑 讲座中的潘洛斯 羅傑 潘洛斯因對科學的貢獻獲頒多個獎項 1971年 丹尼 海涅曼数学物理奖 1972年 皇家學會會員 1975年 愛丁頓獎章 他与史蒂芬 霍金共同獲獎 1985年 皇家獎章 1988年 沃爾夫物理學獎 他与史蒂芬 霍金共同獲獎 1988年 狄拉克奖 2000年 功績勳章 英國 2004年 德摩根奖章 2005年 波蘭華沙大學與比利時荷語天主教魯汶大學兩所大學的榮譽博士學位 Honoris Causa 2006年 狄拉克奖 來自新南威爾士大學 2008年 科普利獎章 和科睿唯安引文桂冠獎 2020年 獲得诺贝尔物理学奖並得到一半的獎金 授與原因為他發現黑洞的形成是广义相对论的有力預測 1 著作 编辑Penrose Techniques of Differential Topology in Relativity Society for Industrial amp Applied Mathematics 1972 ISBN 978 0 89871 005 2 rare Penrose Roger Rindler Wolfgang Spinors and Space Time Volume 1 Two Spinor Calculus and Relativistic Fields Cambridge University Press 1987 reprint ISBN 978 0 521 33707 6 请检查 date 中的日期值 帮助 paperback Penrose Roger Rindler Wolfgang Spinors and Space Time Volume 2 Spinor and Twistor Methods in Space Time Geometry Cambridge University Press 1988 reprint ISBN 978 0 521 34786 0 请检查 date 中的日期值 帮助 paperback Penrose The Emperor s New Mind Concerning Computers Minds and The Laws of Physics Oxford University Press 1989 ISBN 978 0 14 014534 2 paperback Penrose Shadows of the Mind A Search for the Missing Science of Consciousness Oxford University Press 1994 ISBN 978 0 19 853978 0 hardback Hawking Stehpen Penrose Roger The Nature of Space and Time Princeton University Press 1996 ISBN 978 0 691 03791 2 hardback ISBN 978 0 691 05084 3 paperback Penrose Roger Shimony Abner Cartwright Nancy Hawking Stephen The Large the Small and the Human Mind Cambridge University Press 1997 ISBN 978 0 521 56330 7 hardback ISBN 978 0 521 65538 5 paperback Canto edition ISBN 978 0 521 78572 3 Penrose The Road to Reality A Complete Guide to the Laws of the Universe London Jonathan Cape 2004 ISBN 978 0 224 04447 9 hardcover ISBN 978 0 09 944068 0 paperback 相關條目 编辑潘洛斯不等式 潘洛斯三角形 潘洛斯階梯 潘洛斯图 潘洛斯圖形符號 潘洛斯鋪磚法 威爾曲率假設 抽象指标记号 平行宇宙 协调客观还原注释 编辑 原文是 for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity 參考文獻 编辑 1 0 1 1 NobelPrize org The Nobel Prize in Physics 2020 THE NOBEL PRIZE Nobel Media AB 2020 2020 10 06 2020 10 06 原始内容存档于2021 04 24 英语 one half awarded to Roger Penrose for the discovery that black hole formation is a robust prediction of the general theory of relativity Ogilvie Megan Just Visiting Sir Roger Penrose Toronto Star 2009 03 23 2020 10 09 原始内容存档于2021 01 07 Penrose Roger A Generalized Inverse for Matrices Proc Cambridge Phil Soc 1955 51 3 406 413 Ferguson Kitty Stephen Hawking Quest For A Theory of Everything Franklin Watts 1991 66 ISBN 978 0 553 29895 6 Roger Penrose at Rice 1983 87 Rice History Corner 2013 05 22 2020 10 12 原始内容存档于2016 06 17 Dr Roger Penrose at Penn State University 2007 07 09 原始内容存档于2008 04 16 Criticism of the Lucas Penrose argument that intelligence can not be entirely algorithmic MindPapers 6 1b Godelian arguments 页面存档备份 存于互联网档案馆 References for Criticisms of the Godelian Argument 页面存档备份 存于互联网档案馆 Boolos George et al 1990 An Open Peer Commentary on The Emperor s New Mind Behavioral and Brain Sciences 13 4 655 Davis Martin 1993 How subtle is Godel s theorem More on Roger Penrose Behavioral and Brain Sciences 16 611 612 Online version at Davis faculty page at http cs nyu edu cs faculty davism 页面存档备份 存于互联网档案馆 Feferman Solomon 1996 Penrose s Godelian argument 页面存档备份 存于互联网档案馆 PSYCHE 2 21 32 Krajewski Stanislaw 2007 On Godel s Theorem and Mechanism Inconsistency or Unsoundness is Unavoidable in any Attempt to Out Godel the Mechanist Fundamenta Informaticae 81 173 181 Reprinted in Topics in Logic Philosophy and Foundations of Mathematics and Computer Science In Recognition of Professor Andrzej Grzegorczyk 2008 p 173 页面存档备份 存于互联网档案馆 LaForte Geoffrey Patrick J Hayes and Kenneth M Ford 1998 Why Godel s Theorem Cannot Refute Computationalism 页面存档备份 存于互联网档案馆 Artificial Intelligence 104 265 286 Lewis David K 1969 Lucas against mechanism 页面存档备份 存于互联网档案馆 Philosophy 44 231 233 Putnam Hilary 1995 Review of Shadows of the Mind In Bulletin of the American Mathematical Society 32 370 373 also see Putnam s less technical criticisms in his New York Times review 页面存档备份 存于互联网档案馆 Sources that indicate Penrose s argument is generally rejected Bringsford S and Xiao H 2000 A Refutation of Penrose s Godelian Case Against Artificial Intelligence 页面存档备份 存于互联网档案馆 Journal of Experimental and Theoretical Artificial Intelligence 12 307 329 The authors write that it is generally agreed that Penrose failed to destroy the computational conception of mind In an article at 存档副本 2010 10 22 原始内容存档于2001 01 25 L J Landau at the Mathematics Department of King s College London writes that Penrose s argument its basis and implications is rejected by experts in the fields which it touches Sources that also note that different sources attack different points of the argument Princeton Philosophy professor John Burgess writes in On the Outside Looking In A Caution about Conservativeness 页面存档备份 存于互联网档案馆 published in Kurt Godel Essays for his Centennial with the following comments found on pp 131 132 页面存档备份 存于互联网档案馆 that the consensus view of logicians today seems to be that the Lucas Penrose argument is fallacious though as I have said elsewhere there is at least this much to be said for Lucas and Penrose that logicians are not unanimously agreed as to where precisely the fallacy in their argument lies There are at least three points at which the argument may be attacked Dershowitz Nachum 2005 The Four Sons of Penrose 页面存档备份 存于互联网档案馆 in Proceedings of the Eleventh Conference on Logic Programming for Artificial Intelligence and Reasoning LPAR Jamaica G Sutcliffe and A Voronkov eds Lecture Notes in Computer Science vol 3835 Springer Verlag Berlin pp 125 138 Marvin Minsky Conscious Machines Machinery of Consciousness Proceedings National Research Council of Canada 75th Anniversary Symposium on Science in Society June 1991 Tegmark Max 2000 The importance of quantum decoherence in brain processes Physical Review E vol 61 pp 4194 4206 Tetlow Philip The Web s Awake An Introduction to the Field of Web Science and the Concept of Web Life Hoboken NJ John Wiley amp Sons 2007 166 ISBN 978 0 470 13794 9 Hagan S Hameroff S and Tuszynski J Quantum Computation in Brain Microtubules Decoherence and Biological Feasibility Physical Review E 2002 65 061901 Bibcode 2002PhRvE 65f1901H arXiv quant ph 0005025 doi 10 1103 PhysRevE 65 061901 存档副本 2012 07 07 原始内容存档于2020 12 28 存档副本 2012 08 13 原始内容存档于2012 06 16 Anirban Bandyopadhyay ResearchGate 2014 02 22 原始内容存档于2015 02 20 Discovery of quantum vibrations in microtubules inside brain neurons supports controversial theory of consciousness ScienceDaily 2014 02 22 原始内容存档于2015 12 17 S Hameroff R Penrose Consciousness in the universe A review of the Orch OR theory Physics of Life Reviews 2014 11 1 39 78 2014 03 29 Bibcode 2014PhLRv 11 39H PMID 24070914 doi 10 1016 j plrev 2013 08 002 原始内容存档于2014 07 29 Harris Sam Letter to A Christian Nation SamHarrisOrg 2020 06 05 原始内容存档于2010 12 29 Quoting Penrose s blurb for Harris s book Letter to a Christian Nation Big Bang follows Big Bang follows Big Bang BBC News 2010 09 25 2010 12 01 原始内容存档于2010 11 30 See A Brief History of Time 互联网档案馆的存檔 存档日期2012 02 25 quote starts at about 1 12 43 in the video 延伸阅读 编辑Ferguson Kitty Stephen Hawking Quest For A Theory of Everything Franklin Watts 1991 ISBN 978 0 553 29895 6 Misner Charles Thorne Kip S amp Wheeler John Archibald Gravitation San Francisco W H Freeman 1973 ISBN 978 0 7167 0344 0 see Box 34 2 外部連結 编辑Two theories for the formation of quasicrystals resembling潘洛斯鋪磚法 Tegmark Max 2000 腦部程序中量子脫散的重要性 页面存档备份 存于互联网档案馆 Physical Review E vol 61 pp 4194 4206 Hagan Hameroff Tuszynski 量子脫散的爭論 Biological feasibility of quantum states in the brain Tegmarks s rejoinder to Hagan et al 页面存档备份 存于互联网档案馆 Toilet Paper Plagiarism 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 羅傑 潘洛斯 amp oldid 74995919, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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