热门:​吴忠超

本篇文章3953字，读完约10分钟

原创吴忠超中华读书新闻年诺贝尔物理学奖授予罗杰·彭罗斯等三人。 英国人彭罗斯不仅是数学家，也是与史蒂芬·霍金齐名的重力物理学家。 在20世纪70年代，他们已经是学术明星，在物理数学界处于崇高的地位，当时彭罗斯是牛津大学的伦罗·斯保罗数学教授。 20世纪50年代，彭罗斯在剑桥圣约翰学院获得博士学位。 在剑桥受到狄拉克的影响，之后和霍金的友谊加深了。 据我所知，从70年代末到80年代初，彭罗斯每年至少回剑桥一次。 他在霍金集团做学术报告，顺便选了学生去牛津和他研究。 那时他还在研究扭转量理论。 即使在重力学界，只有几个人精通他的研究。 因此，他把手写的论文，包括有特色的手写，直接制作了一些复印件，邮寄给同意他的几个研究小组，在全世界发表了。 我记得被选中的学生被揶揄说“我来了扭转量理论”。 “我记得彭罗斯(左)、霍金(右)某年彭罗斯的演讲主题是“广义相对论中未处理的重要问题”。 霍金说:“哪个问题适合博士学生的论文？ ”。 他笑着不吭声 当时我以为如果这些问题那么简单，他早就处理了。 其中黑洞的奇点被视野包围，包括外界看不到的“宇宙监督预想”。 彭罗斯的演讲总是吸引很多听众，教室经常客满。 演讲中，霍金经常提问和评论，全员屏住呼吸听。 他们雄辩的场面特别令人难忘。 彭罗斯英俊而才华横溢，与坐在轮椅上的弱小顽强的霍金形成了鲜明的对比，但两者的共同优势是极其灵性的。 很遗憾，在这种场合拍照不合适。 否则，现场的影像资料几乎无一例外地比在正式场合拍摄更生动，更珍贵吧。 之后的传记电影自不必说，天才的灵感终究演不出来。 长期以来，彭罗斯和霍金诺奖、学术界，特别是重力学界都有期待和声音。 他们俩于1988年共同获得沃尔夫物理奖。 我记得1980年霍金在剑桥西路5号家举行酒会，欢迎钱德拉塞卡来访。 霍金的妻子简忙着在外面招待客人 我当场问马丁·里斯。 为什么相对论的理论研究无论是狭义还是广义都没有被授予诺奖。 他也有很多想法 那个学期我在听租赁宇宙学的课。 他是霍金的弟弟，剑桥天文台的所长，备受期待。 但是剑桥人物太多，群星闪耀，当时也认为他是有名的教授。 另外，没有三一学院院长和皇家学会会长那么有名的头衔。 此后不久，钱德拉塞卡在坍缩研究中获得了诺奖，学术界认为这个奖项太晚了。 钱先生发表研究成果约50年后获得。 那时他73岁了。 现在你看起来比彭罗斯获奖的89岁年轻得多。 爱因斯坦在1921年获奖的不是相对论而是光电效应的理论研究。 钱德拉塞卡获奖的坍落星事业主要是天体物理学方面。 健康和泰勒长时间跟踪分解了1974年发现的双脉冲星psr 1913 + 16，认为引力波的辐射引起了二体公转周期的持续微小缩短，间接说明了引力波的存在。 因为他们俩在1993年获得了诺奖 如果这称赞他们的观测 关于年引力波观测奖更是如此。 因此，这次授予彭罗斯是首次授予相对论研究。 直到20世纪60年代，广义相对论研究一直停滞不前 1964年，彭罗斯用拓扑学研究了时空的全球结构，特别是因果关系。 他发明的彭罗斯图在重力物理中的重要性相当于费曼图在粒子物理中的地位。 索恩认为彭罗斯变革了整个广义相对论研究行业。 20世纪60年代以后，宇宙学、天体物理特别是黑洞和引力波的研究成为主流，彭罗斯和霍金是理论研究的主将。 彭罗斯在1971年发明的自旋网络成为后代快速发展圈量子引力的几何学基础。 圈量子引力是目前最想整合相对论和量子论的理论之一 但是，广义相对论只是彭罗斯数学物理研究行业光谱的一部分。 以他命名的科学用语数不胜数 即使在深耕的狭义相对论行业，也发现了彭罗斯蒂尔的旋转(是接近光速的横向运动的物体，好像在视觉上旋转)。 他是哲学家，被证实从物理学的角度研究意识，反复量子理论中的波函数崩溃。 他的宇宙学形象是“共形循环宇宙学”。 他认为从现在的宇宙微波背景辐射中发现了前周期引力波产生的痕迹。 古希腊以来，人们知道用正多边形填补平面只有正三角形、正方形、正六边形三种可能性。 它们除了具有平移周期性外，还分别具有三重、四重、六重旋转对称性。 1974年，彭罗斯发现只有两种图形才能填满平面，具有五重旋转对称性。 10年后，在自然界发现的准晶状态下，该形态受到关注。 你觉得两千多年前的希腊文明先贤如果知道彭罗斯马赛克的这一成果，怎么会是心灵和安慰呢？ 这个发明与其间长达25世纪的数学的迅速发展无关 也就是说，在这期间，任何英才都可能得到这个结果，但必须等到彭罗斯找到它。 另外，他在和艺术家埃舍尔交往。 后者的作品《瀑布》《升降》从彭罗斯那里得到了灵感。 埃舍尔“瀑布”彭罗斯不仅在物理学、宇宙学方面，在数学、计算机科学等行业也做出了很多基本贡献，是文艺复兴式的百科学家。 在中国文化中寻找相似的人物，大体上只有人文行业，比如苏轼，科学行业当然不存在这样的人物。 要全面介绍他的学说，无论是作者还是网友都太辛苦了。 幸好他的促销《皇帝新脑》已经翻译成中文世界(笔者翻译成许明贤，湖南科学技术出版社于1992年出版)。 现在开始轻松一点吧 彭罗斯写了关于平面引力波碰撞的论文，从引力场方程的非线性出发，不仅不像电磁波那样互相干扰，而且互相聚焦，碰撞的结果表明两者以奇点结束。 据此，后续的研究论文达到一百篇以上，钱德拉塞卡将其与黑洞度规则完美地对应。 但是彭罗斯已经没有回到这个问题了。 因为他忙于更有独创性的研究。 1971年，霍金在发现黑洞视界面积不减的定理后，立即在《物理评论速报》上发表了“冲击黑洞的引力波辐射”的论文，直接发表了施瓦辛德黑洞碰撞辐射引力波能量的上限。 后代在两个黑洞进行相对接近光速的运动碰撞时改善了这个结果。 之后，一位来自澳大利亚的同学继续基于这一想法进行研究 那是我读研究生的最后一年，我和他共用办公室。 当时他正在用数值计算解决这个问题。 由于对称性，这是比较有效的三维问题。 这个问题当然很重要。 30多年后的一年，ligo队观测到了第一个引力波。 那是因为距离我们13亿光年的两个质量分别是太阳质量的29倍和36倍的黑洞合并发射的。 那时我同学的计算量这么多，每天晚上都排在大学的电脑上，打印出来的输出结果堆在等身高上，清洁工担心哪堆纸会把地板压扁。 第三年，他耗尽了科学研究费，幸运地得到了以伊萨克·牛顿命名的奖学金。 我问他是否容易拿到那笔奖学金，他说如果不太容易，怎么能拿到。 遗憾的是他的研究结果表明辐射的能量大于黑洞的一个质量，但没能找到错误的根源。 最后彭罗斯作出了判决。 彭罗斯认为这背后隐藏着我们不理解的理由，但对剑桥博士学位来说还不够。 这位朋友伤心地离开了剑桥 后来，他为尼日利亚石油企业工作，拿出了巨大的钱，可以说是失去的东角，收获的桑榆。 彭罗斯看起来很英俊，穿着得体 惠勒把彭罗斯和霍金的照片收录在与索恩等人合作的巨著《重力学》中。 但是彭罗斯不在乎自己的服装。 他太专注于自己的学术创造了。 霍金先生的夫人简告诉了我一些有趣的事情 那是霍金第一次应邀去彭罗斯在伦敦家做客。 他们坐地铁在郊外下车后，彭罗斯不得不开车。 我看见彭罗斯对着旧车，蹲下来好好打气四个爆胎，怕车被偷，他每次都停车，说轮胎放气后打气。 我想这是他在1973年成为牛津大学教授之前在伯克学院担任副教授时的事。 彭罗斯得到了诺奖，不难说。 是他得到了荣誉，还是诺奖得到了荣誉？ 诺奖至少错过了哈勃红移定律 彭齐亚斯和威尔逊于1964年发现宇宙微波背景辐射，于1978年接受诺奖。 其实1948年提出大爆炸模型，预言宇宙背景辐射的加莫夫应该得到更多，但遗憾的是死于1968年。 发现暗物质存在的观测证据的女天体物理学家维拉鲁宾也没能生前获奖。 彭罗斯知道自己获得了诺奖，霍金说应该分享这个荣誉，但很遗憾没有等到这一天。 在年7月在剑桥举行的庆祝霍金75岁生日的演讲会上，索恩要求霍金诺奖。 三个月后，索恩本人发现引力波得到了诺奖。 年，简·霍金亲口告诉我，霍金本人及其家人没想到霍金会死在牛顿墓旁埋葬。 获得英国诺奖的科学家约有100人，包括化学诺奖获奖者桑格两次，其中只有卢瑟福、j.j .汤姆森两人和狄拉克的纪念碑葬在牛顿墓旁。 如果霍金让天灵两者都选择一个，诺奖或埋葬在牛顿墓旁，他会选择什么？ 除了彭罗斯和霍金之外，历史上斯威德、奥本海默、惠勒和克尔对黑洞研究做出了巨大贡献，但遗憾的是除了彭罗斯和克尔，他们诞生了其他人。 有趣的是，他发现了旋转黑洞的时空度规律。 克尔是除了出生在新西兰的卢瑟福以外最重要的物理学家，新西兰人口只有几百万。 2008年，笔者幸运地在台湾见到了他 1953年，新西兰爱德蒙·希拉里和尼泊尔人丹增首登上珠穆朗玛峰。 2008年初，希拉里去世了。 新西兰曾经把他的像印在纸币上，但没想到会印出自己伟大科学家的像。 克尔的求解比登珠穆朗玛峰难得多，意义也深。 彭罗斯两次没有出席霍金在剑桥和伦敦的葬礼，那一年他87岁了。 剑桥葬礼后，在招待来自海外30多位来宾的宴会上，我听到主持人朗读彭罗斯的悼词。 英国着名卫报的全面刊登了彭罗斯撰写的总结霍金一生贡献的复印件。 彭罗斯(右)和霍金照片彭罗斯有一些俄罗斯犹太血统，近亲中有很多优秀的科学家、艺术家甚至国际象棋大师。 他叔叔罗兰·彭罗斯是艺术家、历史学家和诗人。 罗兰和毕加索相处得很好，后世研究毕加索的许多原始资料取自他的回忆。 如果理解彭罗斯的社会和家族的文化渊源和学术传承，仔细比较欧洲和美国文化界的微妙差异，就会发现文化沙漠不能成长为彭罗斯那样的巨人。 (年10月8日写的)正文是中华读书报的原创作品，转载的话请留言。 欢迎来到WeChat的力矩 阅读原文

来源：重庆新闻