科学|彭罗斯：不思考生物化学的诺贝尔物理学奖得主不是好的数学家
撰文 | 倪忆（加州理工学院数学系教授）
来源：普林小虎队
2020年诺贝尔物理学奖被授予罗杰·彭罗斯 (Roger Penrose) ， 莱因哈特·根策尔(Reinhard Genzel) ， 和安德里亚·盖兹 (Andrea Ghez) ， 奖励他们三人在黑洞研究方面作出的杰出贡献 。
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三位获奖者中年纪最大的罗杰·彭罗斯爵士出生于1931年 ， 是一位英国数学家、物理学家和科普作家 。 他的原始获奖工作是1965年发表的一篇只有三页的数学论文 ， 在相当广泛的条件下证明了黑洞内奇点的存在 。 [0]（静止黑洞是1916年由史瓦西 (Schwarzschild) 提出来的 。 1963年 ， 今仍健在的克尔（Kerr）描述了更一般的旋转黑洞 。 ）这可能是诺贝尔物理学奖第一次颁发给一个纯数学工作 。 彭罗斯是物理学家霍金的好友 ， 他俩后来合作把彭罗斯的工作推广到宇宙学领域 ， 证明了大爆炸一定始于一个奇点 。
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霍金与彭罗斯
彭罗斯的研究兴趣非常广泛 ， 既有前沿的数学和物理 ， 又有对人工智能和神经科学的深入思考 ， 还有面向大众的趣味数学 。 他年轻时就跟他的父亲莱昂内尔·彭罗斯（Lionel Penrose ， 一位精神病学家和遗传学家 ， 曾获得具有诺奖风向标之称的拉斯克奖）一起设计了不可能在现实空间中实现的彭罗斯三角 。
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彭罗斯三角
彭罗斯三角最初由瑞典艺术家奥斯卡·路透斯沃德（Oscar Reutersv?rd）在1934年发现 ， 后由彭罗斯父子在五十年代独立发现并普及 。 路透斯沃德据说患有失读症 ， 对估计物体的距离和大小有障碍 。 他的艺术家庭鼓励他在家作画和雕塑 。 1934年 ， 作为一个只有18岁的学生 ， 他就发明了不可能的三角 。 1937年他又发明了不可能阶梯 。 他一生中画了很多很多不可能构形 。 1982年 ， 瑞典发行了“不可能三角”等邮票 ， 来纪念他 。 [1]
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上世纪80年代瑞典为纪念Oscar Reutersv?rd发行的邮票
彭罗斯三角可以利用视觉错觉来“实现” 。 比如下图中位于澳大利亚珀斯的这个雕塑 ， 从特定方向看就是彭罗斯三角 。
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视觉错觉效果动图
【科学|彭罗斯：不思考生物化学的诺贝尔物理学奖得主不是好的数学家】
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奥地利的一个彭罗斯三角
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这个比利时的彭罗斯三角采用了另外一种错觉设计：看起来像是直的 ， 实际是弯的 。
彭罗斯父子还创造了不可能实现的彭罗斯阶梯 。 [2]
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彭罗斯阶梯
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