Roger Penrose

Konu: Roger Penrose Salı Haz. 22, 2010 2:17 am

Roger
Penrose, İngiliz fizikçi, astrofizikçi, kozmolog ve matematikçidir.
Doğumu 8 Ağustos 1931 de Colchester, Essex, İngiltere de doğmuştur.

stephen hawkingin üniversite hocasıdır. hawking ile beraber Einstein'ın
genel görelilik kuramı ve evrenin oluşumu büyük patlama (big bang),
karadelikler konusunda büyük çalışmalar yürütmüşlerdir.

Acaba bize hayat imkanı veren bir evrenin tesadüfen oluşması, bütün
fiziksel değişkenler bir arada düşünüldüğünde, kaçta kaç ihtimaldir?
Milyar kere milyarda bir mi?
Bu sayıyı ünlü İngiliz matematikçi-ve Hawking'in yakın çalışma
arkadaşı-Roger Penrose hesaplamıştır. Tüm fiziksel değişkenleri hesaba
katmış, bunların kaç farklı biçimde dizilebileceğini dikkate almış ve
içinde canlıların yaşayabileceği bir ortamın oluşmasının, Big Bang'in
diğer muhtemel sonuçları içinde kaçta kaç ihtimale sahip olduğunu tespit
etmiştir.

Roger Penrose 1931'de doğmuştur. 1964'de kara deliklerin birer
singularitye ulaşacağını matematiksel olarak göstermiş, kendisinin
anlamadığı tarafları sonradan stephen hawking ele alıp geliştirmiştir.

bugün fizikte penrose diagramlari adı verilen kara deliğe yaklaşan bir
cismin akıbetinin nasıl olacağını görmenizi sağlayan matematiksel
yapılar penrose eseridir.

iki boyutlu bir öklid düzlemini kendi kendini tekrar ederek kaplayan
şekillerin neler olduğu sorusunun daha gelişmiş bir versiyonunu ele
almış,hatta ele almakla bırakmayıp çözmüş, 10 yıl sonra kimyada çok işe
yaradığını görmüştür.

fizikte yeni teorileri olduğunu da eklemek gerekir. kendisi string
theory'cilerine hiç uymayarak, twistor uzayi adını verdiği bir uzay ile
genel görelilik teorisinin reel sayılar üzerine kurulu yapısını kompleks
sayılara genişleterek - yani uzay-zaman geometrisindeki bir değişiklik
ile- kuantum fiziğini görelilik teorisi ile bağdaştırmaya çalışmıştır.

Penrose, shadows of the mind kitabıyla, postmodern bir tanrı ispatı
argümanı sunmuştur.

Roger Penrose, 1973’te BBC Radyo derslerine dayanan bir denemesinde kara
delikler teorisini şu şekilde tanımlıyordu:
Kara delik nedir? Astronomik amaçlar açısından, küçük, son derece yoğun
kara bir “cisim” gibi davranır. Ama sıradan anlamıyla gerçekte bir maddi
cisim değildir. Düşünülebilen bir yüzeye sahip değildir. Kara delik,
bir kütlesel çekim merkezi olarak davranan (tuhaf bir şekilde bozulmuş
da olsa) boş bir uzay bölgesidir. Bir zamanlar orada bir maddi cisim var
idi. Ama cisim kendi kütleçekimi altında içe doğru çöktü. Cisim
kendisini merkeze doğru yoğunlaştırdıkça kütleçekim alanı daha da
güçlendi ve kendisini daha fazla çökmekten alıkoyması zorlaştı. Belli
bir aşamada geri dönüşsüz bir noktaya ulaşıldı ve cisim kendisinin
“mutlak olay ufkundan” geçti.

Bu konuya tekrar döneceğim, ama şu anki amaçlarımız açısından, kara
deliği sınırlayan yüzey olarak davranan şey mutlak olay ufkudur. Bu
yüzey maddi değildir. Uzayda bir iç bölgeyi bir dış bölgeden ayıracak
şekilde çizilen bir sınır çizgisinden ibarettir. İç bölge –ki cisim bu
bölgeye çökmüştür– hiçbir maddenin, ışığın ya da herhangi türden bir
sinyalin kendisinden kaçamayacağı gerçeğiyle tanımlanır, dış bölge ise
sinyallerin ya da maddi parçacıkların hâlâ dış âleme kaçabilmesinin
mümkün olduğu yerdir. Kara deliği oluşturmak üzere çöken madde,
inanılmaz yoğunluklara erişmek üzere içeride derinliklere düşmüştür,
görünüşe bakılırsa, bir “uzay-zaman tekilliği” olarak bilinen şeye
ulaşarak varolmaktan çıkmıştır. Bu uzay-zaman tekilliğinde fiziksel
yasalar, bugün anlaşıldığı şekliyle, uygulanabilir olmaktan çıkar.

Penrose ayrıca Yapay Zeka ile de ilgilenmiş ve 1990 yılında yayınlanan
ve aynı yıl Bilimsel Kitap Ödülü'nü kazanan Kralın Yeni Usu adlı kitabı,
modern fizik, evren bilimi, matematik ve felsefe üzerine bugüne kadar
yazılmış en ilginç yapıtlardan biridir.

Roger Penrose'un akrabaları, Lionel Sharples Penrose ve Margaret
Leathes, tıp doktoruydular. Tibbi genetikçi olan Lionel, Royal
Society’nin üyesiydi. Mental (zihni) bozukluklarda çevre şartlarının ve
genetic faktörlerin etkilerini konu alan bir proje üzerinde calisiyordu.
Roger tam o sıralarda doğdu. Kardeşi Oliver İskoçya’daki Heriot-Watt
University’de (Edinburgh) matematik profesörü oldu. Diğer kardeşi
Jonathan ise psikoloji dalında öğretim görevlisi. Jonathan, 1958-69
seneleri arasında Britanya Satranç şampiyonuydu. Britanya satranç
tarihinin en büyük ustalarından biri olarak Kabul edilmektedir.
1939’da babası ailesiyle beraber ABD’ye gitti.

Roger Ontario’da (Kanada) okula gitti ve matematiğe olan ilgisi burada
başladı. “10 yaşlarımdayken çeşitli polyhedralar yaptığımı hatırlıyorum”
der…

Babası Ontario hastahanesinin Psikiyatri Araştırma bölümünün müdürü
oldu. Ama aynı zamanda matematikle de çok ilgiliydi ve hususiyetle
geometriyle uğraşıyordu aynı annesi gibi… “Ağabeyim Oliver benden iki
yaş büyüktü ancak 4 sınıf ilerideydi. Genç yaşta matematik hakkında çok
şey bilirdi ve hem matematiğe hem de fiziğe büyük alaka duyardı”…

45’te 2. Emperyalist Paylaşiı Savaşı nihayetlendikten sonra, Penrose
ailesi Britanya’ya döndü. Babası, Londra Üniversitesi’nde İnsan Genetiği
profesörü oldu. Roger da Londra Üniversitesi Koleji’ne girdi. Ailesi
tabib olmasını istiyordu ama o, matematiğe aşıktı…

“Matematik, Fizik ve Kimya bölümünü seçmemden dolayı ailem huzursuz
oldu, Tıbbi kariyerim bir anda ortadan kalktı”...

Matematik’te Birinci Sınıf Onur derecesi aldı ve Cambridge’e gidip
matematik araştırmalarına başladı. Oliver da Cambridge’deydi ve fizik’i
seçmişti. Roger, Hodge üstadlığında St. John’s College’de cebir
geometrisi araştırmalarına da başladı. 1 yıl sonra yönünü John Todd’a
çevirdi. 1957’de, Cambridge üniversitesi’nden cebir ve geometri alanında
Ph. D. derecesi aldı.

“3 ayrı kura devam ettim. Biri, Herman Bondi’nin verdiği Genel
İzafiyet’ti, diğeri Paul Dirac’in Quantum Mekaniği’ydi ki çok hoştu,
3.sü ise Steen’in verdiği Matematik Mantık. Turing makinelerini ve
Goedel teoremini öğrendim”…

Onun fiziğe ilgi duymaya iten ilk büyük etkinin sahibi Dennis Sciama
oldu. Sciama, kardeşinin arkadaşıydı.

“Sciama benim üzerimde çok etkili oldu. Beni fiziğe doğru gitmem
noktasında uyardı”…
Cambridge’de doktorasına calışırken, ‘yarı-gruplar’ve ‘matrix halkaları’
üzerine makaleler yazmaya başladı. 1955’de, ‘Matriksler içun
genelleşmiş zıd’ isimli makalesini ‘Cambridge Felsefe Cemiyeti’nin
İlerlemeleri’ yayınladı (A generalized inverse for matrices /
Proceedings of the Cambridge Philosophical Society). Burada Penrose, ‘A’
kompleks dikdörtgen matrix’in genelleşmiş inverse X’ini, AXA=XAX,
XAX=X, (AX)* = AX, (XA)* = XA denklemlerinin yegane çözümü olarak
tanımladı.

Bu genelleşmiş inverse’u matriks denklemlerinin sistemlerini cözmede ve
yeni bir tip spektral decomposition bulmada kullandı. İkinci yayını
Douglas Munn’la beraber ‘Zıd yarı-gruplar üzerine bir tezkere’ (A note
on inverse semigroups) oldu ve aynı organda yayınlandı. 56’da ‘Lineer
Matrix denklemlerinin en iyi yaklaşım çözümleri üzerine’ (On best
approximation solutions of linear matrix equations )

Penrose 1956-57 akademik yılını Londra’da Bedford College Pure
Mathematics (Saf Matematik) bölümünde asistan okutman olarak tamamlıyor.
Bilahare, Cambridge, St John's College’de Araştırma görevlisi olarak
görev alıyor. Bu görev 3 yıllıktır ve bu dönemde Joan Isabel Wedge’le
evleniyor (1959). Bu görevi bitmeden evvel, 59-61 seneleri arasında,
NATO ödülüyle ABD’ye gidiyor. Önce Priceton’a sonra Syracuse
Üniversitesi’ne. Britanya’ya geri dönüyor ve 61-63 arasında Londra’da,
King’s College’de Araştırma okutmanı olarak işe başlıyor. 63-64’de
yeniden ABD’ye gidiyor ve Austin’deki Texas Üniversitesi’nde ziyaretçi
okutman olarak çalışıyor.

1964’de Birkbeck College’de, Londra, çalışmaya başlıyor ve iki yıl
içinde aynı yerde Tatbiki Matematik profesörü oluyor. 1973’de Oxford
Ün.’de Rouse Ball derecesiyle Matematik profesörü oldu ve 98’de Emeritus
(Ordinaryus) Rouse Ball derecesini alıncaya kadar aynı görevde kaldı.
Aynı yıl, Londra, Gresham College’e, Gresham Geometry profesörü olarak
atandı.

1959’un başlarında, Penrose kozmoloji hakkında çok mühim sayılabilecek
bir seri yayın yaptı. İlki, ‘Relativistik olarak hareket eden kűrrenin
görünür biçimi’ (The apparent shape of a relativistically moving sphere )
1960’da ise ‘Genel İzafiyet’e bükücü (eğirici) bir yaklaşım’ (A spinor
approach to general relativity) isimli makalesini yayınladı. Bu makalede
şunları söylüyordu:
Gravitasyon (Çekim) teorisinin matematik apparatının, Riemann
tensor’unun geometrik teorisine tekidiyle (vurgusuyla) beraber zarif
(narin) ve detaylı bir sergileme…

Penrose saf matematik makaleleri yayınlamaya da devam ediyordu. 1961’de,
Henry Whitehead ve Christopher Zeeman ile birlikte he published
‘Euclide uzayında katmerlerin sıkışması (bitişmesi, içine sokulmuş
olması)’ (Imbedding of manifolds in euclidean space ). Neticede, eğer 0
< 2m n ise, ve bilahare, n’le bağıntılı her kapalı (m-1) katmerin,
R2n-m+1 sıkışacağı isbatlanmış oluyordu. Ezra Newman’la beraber, Penrose
‘spin emsal rakamıları metodu ile çekimsel radyasyona bir yaklaşım’ (An
approach to gravitational radiation by a method of spin coefficients )
isimli makalesini yayınladı. Bir sonraki yıl ise:

‘iki komponentli bükücü formalizmin, iki reel hükümsüz vektorden ve
birbirini tasrif eden iki kompleks’ten ibaret olan uzay-zaman’da bir
tetradin mütalaasına öncülük ettiğini...’ gösterdi.

1965’de, topolojik metodları kullanarak, Penrose ‘tuzağa düşmüş
(yakalanmış) sahanın (sathın) varlığı’ adını verdiği ve tekilliğin
çekimsel çöküş (büzüşme) dahilinde vuk’u bulması gerektiğini kanıtlayan
şartlar altında mühim bir teoremi isbat etti. Temel olarak, bu şartlar
altında uzay-zaman devam edememekte ve klasik genel izafiyet
yıkılmaktadır. Penrose, quantum etkilerinin tekillikte başat olmasından
hareketle, izafiyeti ve quantum teorisini kombine ederek ‘birleşik
teoriyi’ (Unified Theory) araştırdı.

Penrose'un en büyük ataklarından biri, izafiyeti (relativity) ve Quantum
nazariyesini birleştirme girişimi dahilinde ‘Burulma-bűkűm / twistor’
teorisine girişiydi. Bu, kuvvetli cebirsel ve geometrik metodları
kombine eden kaydadeğer bir matematik teoridir. Wolfgang Rindler’le
beraber, 1984’de ‘Burkucular-Bűkűcűler ve Uzay-Zaman’ (Spinors and
Space-Time) ilk volumünü yayınladı. Bu volum, iki ‘Burkucu-Bűkűcű’
hesablamasını ve relativistic (izafiyete değgin) sahaları, ikinci volum
ise, Uzay-Zaman geometrisi dahilinde burkucular- bűkűcűler (Spinors) ve
‘Saptiricilarin’ (Twistors) metodlarını içeriyordu.
1989’da meşhur kitabı ‘The Emperor's New Mind : Concerning computers,
minds, and the laws of physics’ (İmparatorların yeni zihni:
Bilgisayarlar, zihinler ve fizik kanunlarıyla münasebeti [bağlamında])
yayınlandı. Bir sonraki sene kitab, Rhone-Poulenc Science Book Prize
ödülünü aldı. Sklar, kitabın amacını şöyle kaleme alıyordu:
‘... tefsir etme ve tenkidi saldırı bağlamında, zihnin tabiatına yeni
bir bakış…zihni faaliyeti alıp algoritmik sürece taşıma ve zihnin daha
elverişli bir teorisini teklif etme temelinde ele alınmış ve henüz
varolmayan, maddi dünyanın bilinen tabiatına uygun fizik teorisi
bulunmuş olacak. Argüman sürecinde, öğrenmemiş ancak mantıken sofistike
olan okuyucu içun münasib seviyede, algoritmaların ve mücerred
hesablanabilirliğin tabiatından, karar verilemezlik ve tamamlanmamışlık
bağlamında ve narin sergilemeler, mevzular dahilinde, klasik fiziğin
temel yapıları, quantum mekaniğindeki temel yapilar ve pazıllar
(puzzles), entropik asimetrinin temel hatları ve kozmolojik yapıyla
ilişkileri, çekimin münasib quantum teorisinin araştırılması ve bazı
nöro-anatomi neticeleriyle alakası ve beynin fonksiyonunun
araştırılması, zengin bir çeşitlilikle verilmiş…’ .

1994’de Penrose, ‘Shadows of the mind : A search for the missing science
of consciousness’ (Zihnin Gölgesi: şuur’un gayb (noksan) ilimi içun bir
araştırma) isimli eserini yayınladı. Burada birinci kitabını
geliştiriyordu. 1996’da Penrose ve Hawking, ‘The Nature of Space ant
Time’ (Uzay ve Zaman’ın tabiatı) isimli eseri yayınladılar. Bu kitab,
ikisi arasında Isaac Newton Enstitüsü / Matematik Bilimler,
Cambridge’de, tartışmalara yol açtı. Her ikisi de, birbirlerinin
argümanlarına cevab teşkil eden 3’er makale yayınladı ve bilahare son
oturumda birbirleriyle tartıştılar. Penrose şöyle diyor:
‘Bu tartışmanın başlangıcında, Stephen kendisinin pozitivist olduğunu,
buna mukabil benim Platoncu olduğumu düşündüğünü söyledi. Pozitivist
olması hasebiyle onunla beraber olmaktan mutluyum ancak buradaki en
mühim noktanın realist olduğum noktası olduğunu düşünüyorum. Yine, eğer
birisi bu münakaşayı, 70 yıl kadar evvel Bohr’la Einstein arasındaki
meşhur münakaşayla kıyaslarsa, Stephen’ın Bohr rolünü kendimin ise
Einstein rolünü oynadığını düşünebilirim. Einstein, dalga fonksiyonu
olarak sunulması gerekli olmayan, reel bir alem gibi birşey
olabileceğini ileri sürerken Bohr, dalga fonksiyonunun ‘gerçek’ bir
mikro alem tasvir etmediğini ve fakat sadece kehanetlerde bulunmak içun
faideli bir ‘bilgi’olduğu üzerinde ısrar ediyordu’.

Penrose’un aldığı ödüller;
Science Book Prize (1990)
Adams Prize / Cambridge University;
Wolf Foundation Prize for Physics (Stephen Hawking’le beraber)
Dannie Heinemann Prize (American Physical Society ve the American
Institute of Physics; the Royal Society Royal Madalyası);
Dirac Madalyasi ve the British Institute of Physics madalyası;
Royal Astronomical Society’nin Eddington Madalyası;
Naylor Prize of the London Mathematical Society;
Albert Einstein Ödül ve Madalyası
1994’te bilime hizmetlerinden dolayi şovalye.
New Brunswick Üniversitesi onur ödülü(1992),
Surrey Un. Onur ödülü (1993),
Bath Un. Onur ödülü (1994),
Londra Un. Onur ödülü (1995),
Glasgow Un. Onur ödülü (1996),
Essex Un. Onur ödülü (1996),
St Andrews Un. onur ödülü (1997)
Santiniketon Un. Onur odulu (1998).