Roger penrose

Il matematico e fisico britannico Sir Roger Penrose (nato nel 1931), ha dato contributi sorprendenti e originali allo studio della geometria, della relatività, della meccanica quantistica e della mente umana.

Roger Penrose è nato a Colchester, in Inghilterra, l'8 agosto 1931. Suo padre era il genetista Lionel Penrose, un esperto di difetti mentali, il cui interesse per la geometria è stato comunicato a suo figlio. La famiglia Penrose è stata illustre nella vita intellettuale britannica nel XX secolo. Jonathan Penrose ha vinto dieci volte il campionato britannico di scacchi negli anni '20 e '1950. Non sorprende che la vita intellettuale della famiglia Penrose fosse vivace.

Penrose ha conseguito la laurea presso l'University College di Londra, quindi è andato a Cambridge per il dottorato. Mentre era uno studente universitario scoprì un teorema sulle sezioni coniche da cui alcuni dei teoremi di base della geometria proiettiva seguono come casi speciali. Nell'ambito del suo lavoro per il dottorato ha riscoperto alcuni importanti risultati nella teoria delle matrici. Dal 1964 al 1966 è stato lettore di matematica applicata al Birkbeck College presso l'Università di Londra, diventando professore ordinario nel 1966.

Lo studio della matematica in Gran Bretagna ha sempre incluso una grande quantità di matematica applicata e persino fisica, quindi non è inaspettato che gran parte del lavoro più noto di Penrose assomigli più alla fisica che alla matematica pura. Lui e Stephen Hawking hanno studiato i buchi neri in collaborazione e loro due hanno identificato le caratteristiche di base dei buchi neri, che risultano dal collasso di grandi stelle. La massa diventa così concentrata che anche i fotoni (particelle di luce) non possono sfuggire. Di conseguenza, anche se fosse possibile riconoscere l'esistenza di un buco nero dai suoi effetti sugli oggetti vicini, sarebbe impossibile osservare l'interno del buco nero stesso.

Partendo dal suo interesse per la questione se spazio e tempo siano fluidi o divisi in unità discrete, Penrose ha studiato molti aspetti della meccanica quantistica. Mentre era a Cambridge, Penrose ha cercato di costruire modelli matematici per la meccanica quantistica utilizzando gli elementi di base dei numeri reali. Uno dei problemi di vecchia data della fisica del XX secolo è stato quello di combinare i campi apparentemente contrastanti della relatività e della meccanica quantistica. Penrose ha tentato di trovare una risoluzione tramite la geometria a twistor, che si basa su numeri complessi. Questo ambizioso progetto è ancora lontano dal completamento, ma lo studio dei twistors è diventato un'industria all'interno della fisica a pieno titolo.

Penrose ha collaborato con suo padre alla creazione di un'illusione visiva che è stata incorporata nelle litografie dall'artista olandese MC Escher, il cui lavoro includeva molti elementi matematici. Anche nell'ambito della geometria, Penrose ha dato un contributo straordinario allo studio delle piastrellature. Una piastrellatura è un metodo per coprire l'intero piano con poligoni, ad esempio quadrati o triangoli equilateri. Le piastrellature che utilizzano queste cifre sono chiamate periodiche perché lo schema si ripete regolarmente quando ci si sposta sull'aereo. La domanda era se sarebbe stato possibile piastrellare (coprire) l'aereo con un motivo non ripetitivo.

Prima che Penrose desse il suo contributo, altri avevano già dimostrato che era possibile piastrellare l'aereo in modo non periodico. La prima soluzione utilizzava un numero immenso di piastrelle diverse e la soluzione migliore conosciuta nel 1974 utilizzava ancora sei piastrelle di forme diverse. In quell'anno Penrose trovò una piastrellatura non periodica che utilizzava solo due forme diverse. Sebbene questo contributo geometrico sembri molto lontano dai suoi studi di astrofisica e meccanica quantistica, riflette anche l'ampiezza del suo background scientifico.

Nel 1966 Penrose ricevette l'Adams Prize dall'Università di Cambridge e nel 1971 il Dannie Heineman Prize for Physics dall'American Physical Society. L'anno successivo è stato eletto alla Royal Society e nel 1973 è succeduto alla prestigiosa Rouse Ball Chair of Mathematics presso l'Università di Oxford. Ha condiviso due premi con il suo collaboratore Stephen Hawking; la medaglia Eddington della Royal Astronomical Society del 1975 e il Wolf Prize del 1988 per la fisica. Penrose ha ricoperto incarichi in visita presso molte importanti università degli Stati Uniti, tra cui Cornell, Texas, California e Princeton.

Penrose divenne noto al grande pubblico grazie al libro più venduto La nuova mente dell'Imperatore, apparso su entrambe le sponde dell'Atlantico nel 1989. Hawking aveva scritto un libro con analoghi consensi un paio di anni prima, ma non aveva cercato di includere equazioni diverse da e = mc2 di Einstein. Il libro di Penrose include quell'equazione e centinaia di altre in quanto spazia dai computer, alle menti e alle leggi della fisica, per menzionare solo gli argomenti esplicitamente menzionati nel sottotitolo. La nuova mente dell'Imperatore potrebbe essere stato il miglior libro sulla scienza moderna mai scritto. Nel giro di 18 mesi sono state eseguite numerose stampe.

Durante una storica serie di conferenze all'Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences dell'Università di Cambridge nel 1994, Penrose e Hawking hanno ricreato il famoso dibattito di Bohr-Einstein. In conferenze pubbliche Penrose e Hawking hanno presentato i loro punti di vista distintivi sull'universo, la sua evoluzione e l'impatto sulla teoria quantistica. Lo stesso anno, Penrose è stato nominato cavaliere per i suoi numerosi contributi alla scienza. Ombre della mente (1994) hanno dimostrato ancora una volta la capacità di Penrose di comunicare la complessa fisica teorica a un pubblico generale.

Ciò che distingueva Roger Penrose tra i fisici e i matematici del suo tempo era l'ampiezza e la profondità del suo lavoro. Alcuni dei saggi che scrisse illustrano l'attenzione che dava ai suoi antenati intellettuali, come Sir Isaac Newton. La sua influenza sui suoi studenti era profonda.

Ulteriori letture

C'è un articolo su Penrose nel set di McGraw-Hill Scienziati e ingegneri moderni (1980). Uno sguardo più personale è disponibile nell'introduzione di Martin Gardner a Penrose's La nuova mente dell'Imperatore (1989). Una buona discussione sui tasselli e sul lavoro di Penrose si trova nel libro di B. Grunbaum e G. Shephard Piastrelle e modelli (1986). Articoli su Penrose possono essere trovati nelle popolari riviste scientifiche Scientific American e Science. Un resoconto del dibattito Penrose-Hawking del 1994 è presentato in La natura dello spazio e del tempo (1996). □