Sir Roger Penrose, tam adıyla Roger Penrose, (8 Ağustos 1931, Colchester, Essex, İngiltere doğumlu), 1960’ların başlarında siyah deliklerin temel özelliklerinin birçoğunu hesaplayan İngiliz matematikçi ve görelilik uzmanıdır. Siyah delikler üzerine yaptığı çalışmalar nedeniyle 2020 Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. Ödülü, Amerikalı gökbilimci Andrea Ghez ve Alman gökbilimci Reinhard Genzel ile paylaştı.
Karadelikler
Cambridge Üniversitesi’nden 1957 yılında cebirsel geometri alanında doktora derecesi aldıktan sonra, Penrose, İngiltere ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki birçok üniversitede geçici görevlerde bulundu. 1964-1973 yılları arasında Londra’daki Birkbeck College’da okutman olarak görev yaptı ve sonunda uygulamalı matematik profesörü oldu. 1973 yılından itibaren ise Oxford Üniversitesi’nde Rouse-Ball Matematik Kürsüsü’nü işgal etti. Bilime olan katkılarından dolayı 1994 yılında şövalye unvanı aldı.
1969’da Stephen Hawking ile birlikte, Penrose, bir siyah deliğin içindeki tüm maddenin bir tekilliğe çöktüğünü, bu tekilliğin uzayda geometrik bir nokta olduğunu ve kütlenin sonsuz yoğunluğa ve sıfır hacme sıkıştığını kanıtladı. Penrose aynı zamanda bir siyah deliği çevreleyen uzay-zaman bölgelerini haritalandırma yöntemi geliştirdi. (Uzay-zaman, üç uzay boyutu ve bir zaman boyutundan oluşan dört boyutlu bir sürekliliktir.) Bu tür bir harita, Penrose diyagramı adını taşır ve bir varlığın bir siyah deliğe yaklaşırken yerçekiminin etkilerini görselleştirmemizi sağlar. Ayrıca tekrarlayan bir desen kullanmadan bir düzlemi kaplamak için kullanılabilecek şekillerin bir kümesini içeren Penrose döşemeyi de keşfetti.
1939’da Roger’ın babası ailesiyle birlikte Amerika Birleşik Devletleri’ne gitti, ancak tüm işaretler savaşın patlak vermesine yönelikti, bu nedenle ailesiyle birlikte İngiltere’ye dönmeme kararı aldı ve Ontario, Kanada’daki London şehrindeki bir hastanede görev kabul etti. Roger, London, Ontario’da okula gitti, ancak bu dönem matematiğe ilgi duymaya başladığı dönemdi ve bu ilgi okulu değil, ailesini uyandırdı.
Roger’ın babası Ontario, London’daki Ontario Hastanesi’nde Psikiyatrik Araştırmalar Direktörü oldu, ancak matematiğe, özellikle de geometriye büyük ilgi duyuyordu, Roger’ın annesi de geometriye ilgi gösteriyordu.
II. Dünya Savaşı sona erdikten sonra, Penrose ailesi İngiltere’ye döndü. Roger’ın babası University College London’da İnsan Genetiği Profesörü olarak atandı ve Roger University College School’da eğitim aldı. Daha sonra matematikle ilgilenmeye başladı, ancak ailesi onun babasının izinden giderek tıbbi bir kariyere yönelmesini bekliyordu. Ancak o dönemde okullarda tipik olan biyoloji ve matematik, University College School’da birbirinin alternatifleri olarak sunuluyordu ve öğrencilerden birini seçmeleri isteniyordu.
Penrose, University College London’a babası orada profesör olduğu için ücret ödemeden girebileceği bu okula girdi. İlk Sınıf Onur ile Matematik Lisans derecesi aldı ve ardından saf matematik alanında araştırma yapmak için Cambridge’e gitmeye karar verdi. Bu, ağabeyi Oliver’ın da University College London’da lisans derecesini aldığı ve araştırma yapmak için Cambridge’e gittiği izini sürdüğü bir yolculuktu, ancak Oliver fizik seçmişti. Ancak Roger, matematikte araştırma yapmaya kararlıydı ve St. John’s College’a girerek cebirsel geometri alanında araştırmaya başladı. Penrose, cebir ve geometri alanındaki çalışmaları için 1957 yılında Cambridge Üniversitesi’nden doktorasını aldı, ancak bu zamana kadar fizikle ilgilenmeye başlamıştı.
1964 yılında Penrose, Londra’daki Birkbeck College’da Okutman olarak atandı ve iki yıl sonra burada Uygulamalı Matematik Profesörü olarak terfi etti. 1973 yılında Oxford Üniversitesi’nde Matematik Rouse Ball Profesörü olarak atandı ve bu görevi 1998 yılında Emekli Rouse Ball Matematik Profesörü olarak ayrılana kadar sürdürdü. Bu yıl içinde Londra’daki Gresham College’de Geometri Profesörü olarak atandı.
Araştırma ilgi alanları arasında birçok geometri yönü bulunuyor, bu alanda rastgele desen oluşturan döşemelerin teorisine, genel görelilik teorisine ve kuantum teorisinin temellerine katkıda bulunmuştur.
Penrose, Cambridge’de cebirsel geometri alanında doktora yapmış olmasına rağmen, bir yüzeyi kaplayacak bir takım şeklin bulunup bulunamayacağı sorunu üzerinde çalışmaya başladı, ancak bu desen tekrarlayan bir desen oluşturmadan (kuazi simetri olarak bilinen) bir yüzeyi döşemek anlamına gelir. Sadece bir defter ve kalem ile donanmış olarak, Penrose, “kuazi-periyodik” desenler üreten döşemeleri geliştirmeye başladı; ilk bakışta desen düzenli olarak tekrarlanıyor gibi görünüyor, ancak daha yakından incelediğinizde öyle olmadığını fark edersiniz. Sonunda soruna bir çözüm buldu, ancak bunun için binlerce farklı şekil gerekiyordu. Yıllar süren araştırma ve dikkatli çalışmanın ardından, bu sayıyı altıya ve daha sonra inanılmaz bir şekilde ikisine indirdi. Sonuçta bu, hesaplamayla çözülemeyen bir sorun olduğu ortaya çıktı.
Ayrıca, 1954 yılında o ve babası British Journal of Psychology’de temel imkansız figürler hakkında bir makale yayınladı: imkansız üçgen ve sonsuz merdiven. Makalede imkansız üçgen (aynı zamanda tribar olarak da bilinir) perspektif etkisiyle temsil edildi. Bu imkansız figürler, Hollandalı sanatçı M.C. Escher’in litografilerinde kullanıldı.
Penrose, beynin, mümkün olmayan Turing tipi bir bilgisayarın gerçekleştiremeyeceği işlemleri gerçekleştirebileceğine inanmaktadır. Bilinçle ilgili “The Emperor’s New Mind” (1989) gibi kitaplarıyla ünlüdür. Ayrıca, fizikte henüz kuantum yerçekimi teorisinin olmadığı için fiziksel açıdan eksik olduğunu düşünmektedir. Penrose, uygun bir kuantum yerçekimi teorisinin, bilincin doğasını ve ortaya çıkmasını açıklamaya katkıda bulunabileceğini ummaktadır. Bu bağlamda, fizik alanındaki ana araştırma programı, Einstein’ın genel görelilik teorisini kuantum mekaniğiyle birleştirmeye yönelik olarak 30 yıl önce başlattığı teorileri geliştirmektir.
KUANTUM MEKANİĞİ VE BİLİNÇ
Penrose’un bilinç konusundaki merakı, Cambridge’te bir öğrenci iken Gödel’in eksiklik teoremini keşfetmesine dayanır. Gödel’in teoremi, matematikteki bazı iddiaların doğru ama ispatlanamaz olduğunu gösterir. Penrose, bilincin algoritmik olmadığı ve bir şekilde kuantum mekaniği ile bağlantılı olduğunu savunuyor. Ona göre bilinç kuantum seviyesinde meydana gelen ve günümüzün fizik,biyoloji ve nörobilimi ile açıklayamayacağımız değişikliklerden oluşmaktadır. Bu yüzden bilinç, klasik fizik temellerine dayanan bilgisayarlar ile taklit edilemez. Penrose, yapay zekanın deterministik yapısından dolayı hiçbir zaman ne yaptığının farkına vararak bilinç kazanamayacağını savunuyor
Birçok bilim insanı, beynin nöral aktiviteyi etkileyebilecek böyle bir kuantum durumunda olabilmek için uygun koşulları olmadığını savundu. Bunlardan biri de Max Tegmark’tı(Massachusetts Institute of Technology’de profesör, Yaşam 3.0 kitabının yazarı). Tegmark, mikrotübüllerde meydana gelen herhangi bir kuantum durumunun saniyenin 1⁰¹⁷’de birinde bozulacağını hesapladı. Tegmark, ‘Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality(2014)’ kitabında: ‘Düşüncelerimin kuantum hesaplamaları ile uyuşması için, uyuşmazlık başlayana kadar bitmeleri lazım. Bu da saniyede 10,000,000,000,000 düşünceye sahip olabilecek kadar hızlı düşünebilmek gerek demektir.’ demiştir[6].
Her ne kadar Penrose’un bilinç hakkındaki teorisi çoğu bilim insanı tarafından zayıf görülse de, Penrose ortaya attığı fikirleri benimsemiş ve bilincin ne olduğu konusuna farklı bir bakış açısı kazandırmıştır
Twistor Teorisi Nedir?
Twistor kavramı ilk olarak Roger Penrose’un 1967 yılında “Twistor Algebra” makalesinde Minkowski uzay-zaman gösteriminin(Figür 4) yeni bir gösterimi olarak ortaya konmuştur. Ardından 1973 yılında Roger Penrose’un yayınladığı “Twistor theory: An approach to the quantisation of fields and space-time” makalesinde kuantum ve görelilik kuramlarının birleştirmek amacıyla Twistor teorisi geliştirilmiştir[10]. Kuantum kütle çekimi kavramına yeni bir yaklaşım getiren bu teori 1980’li yıllara kadar birçok birleştirici “her şeyin teorisi” gibi geri planda kalmıştır[11] fakat 2003 yılında Witten’in Twistor teorisinin Sicim teorisi ile birleştirilmesi üzerine çalışmaları sayesinde teori tekrardan ivme kazanmıştır[12]. Matematiksel fiziğin ayrı bir dalı haline gelmiştir ve günümüzde üzerine hala araştırmalar yapılmaktadır.
Roger Penrose, matematikçi, fizikçi, araştırmacı, eğitimci ve yazar olarak kariyer yapmıştır. İş hayatına başlamadan önce bir dizi önemli pozisyonda çalıştı:
1956: Londra, İngiltere’deki Ulusal Araştırma Geliştirme Kurumu’nda matematikçi olarak çalışmaya başladı. Aynı yıl Bedford College, Londra’da matematikte yardımcı öğretim görevlisi olarak görev aldı.
1957-1960: Cambridge Üniversitesi’nde araştırma bursu ile çalıştı.
1959-1961: Kuzey Amerika Ticaret Örgütü (NATO) araştırma bursunu kazanarak Princeton Üniversitesi, Syracuse Üniversitesi ve Cornell Üniversitesi’nde araştırmacı olarak çalıştı.
1961-1963: Londra, King’s College’da matematik bölümünde araştırma görevlisi olarak çalıştı.
1964-1973: Birkbeck College, Londra’da önce okutman, ardından uygulamalı matematik profesörü olarak görev yaptı.
1973-2023: Oxford Üniversitesi’nde Matematik Profesörü olarak çalışmaya başladı.
1982-1987: Rice Üniversitesi’nde Edgar Odell Lovett Matematik Profesörü olarak görev aldı.
1987-2023: Syracuse Üniversitesi’nde ziyaretçi üstün profesör olarak çalıştı.
Aynı zamanda pek çok üniversitede misafir profesör ve konuşmacı olarak da görev aldı. Penrose, matematiksel teoremler ve metodolojiler geliştirerek konik kesitler, tensör hesabı, spinyör hesabı ve twistor geometrisi gibi alanlarda çalıştı. Bu çalışmaları, uzay ve zamanın incelenmesinde ve karmaşık kanıtlarda değerli araçlar sağladı.
Ödülleri
Penrose, katkıları nedeniyle birçok ödül aldı. Londra Kraliyet Derneği Üyesi (1972) ve Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Yabancı Üyesi (1998) seçildi. İletişim Ödülü (2006) dahil birçok ödül kazandı. Diğer ödüller arasında Cambridge Üniversitesi’nden Adams Ödülü; evrenin anlaşılmasına dair (Stephen Hawking ile birlikte) Wolf Vakfı Fizik Ödülü; Amerikan Fizik Topluluğu ve Amerikan Fizik Enstitüsü’nden Dannie Heinemann Ödülü; Kraliyet Derneği Kraliyet Madalyası; İngiliz Fizik Enstitüsü’nün Dirac Madalyası ve Madalyası; Kraliyet Astronomi Derneği’nin Eddington Madalyası; Londra Matematik Derneği’nin Naylor Ödülü; ve Albert Einstein Derneği Albert Einstein Ödülü ve Madalyası yer alıyor. 1994 yılında bilime hizmetlerinden dolayı şövalye unvanı aldı.
18 Ocak 2006’da Sir Roger Penrose, Matematik İşbirliği Politika Kurulu (JPBM) tarafından iletişim ödülü olan 2006 İletişim Ödülü’nü aldı. Yıllık olarak sunulan bu ödül, matematiği matematikçi olmayanlara iletmek konusunda olağanüstü başarıları tanımaktadır. Roger Penrose’un Stephen Hawking’in çok yakın bir dostu olduğunu ve yaptıkları ortak çalışmalar sebebiyle Stephen Hawking yaşasaydı muhtemelen Nobel Fizik Ödülü’nü Roger Penrose ile bölüşeceklerini belirtelim.
Kaynaklar
https://www.britannica.com/biography/Roger-Penrose
https://im-possible.info/english/articles/penrose-bio/penrose-bio.html
https://www.encyclopedia.com/arts/educational-magazines/penrose-roger-1931
https://www.thefamouspeople.com/profiles/roger-penrose-8298.php
