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#WEITERLEITUNG [[Donald D. Hoffman#Forschungsschwerpunkte]]
Sir '''Roger Penrose''' [[w:Order of Merit|OM]] (* [[8. August]] [[1931]] in [[w:Colchester|Colchester]], [[w:Essex|Essex]]) ist ein englischer [[Mathematiker]] und [[Theoretische Physik|theoretischer Physiker]], dessen Arbeiten auf den Gebieten der [[Mathematische Physik|mathematischen Physik]] und der [[Kosmologie]] hoch geachtet sind. Er hat sich auch in zahlreichen populärwissenschaftlichen Büchern zu Themen der [[Philosophie]] geäußert.
 
== Leben ==
Roger Penrose ist der Sohn des medizinischen Genetikers [[w:Lionel Penrose|Lionel Penrose]] (Begründer des ''Colchester Surveys'' zur Aufdeckung genetischer bzw. Umwelt-Ursachen von geistigen Erkrankungen) und von Margaret Leathes, einer Ärztin. Er ist Bruder des Physikers [[w:Oliver Penrose|Oliver Penrose]] und des zehnfachen (1958–1969) britischen [[Schach]]meisters und Psychologen [[w:Jonathan Penrose|Jonathan Penrose]]. Sein Vater wanderte 1939 nach London in [[w:Ontario|Ontario]], [[w:Kanada|Kanada]], aus (er war dort Direktor der psychiatrischen Klinik am Hospital), wo Penrose die Schule besuchte. 1945 kehrte die Familie nach England zurück, und Penrose besuchte das [[w:University College London|University College London]], wo sein Vater Professor für Genetik war.
 
Nach dem Bachelor wechselte er an die [[w:Universität Cambridge|Universität Cambridge]], um in [[Algebraische Geometrie|algebraischer Geometrie]] bei [[w:William Vallance Douglas Hodge|William Vallance Douglas Hodge]] zu arbeiten, wechselte dann aber zu [[John Arthur Todd]], bei dem er 1957 promovierte. Daneben hörte er auch Physik-Kurse bei [[w:Paul Dirac|Paul Dirac]] und [[w:Hermann Bondi|Hermann Bondi]] und wurde außerdem stark durch den Kosmologen [[w:Dennis Sciama|Dennis Sciama]] beeinflusst. 1956/57 war er Assistenzprofessor am [[w:Bedford College|Bedford College]] in London, wechselte danach als ''Research Fellow'' an das [[w:St John’s College (Cambridge)|St. John's College]] in Cambridge. 1959–1961 war er in den [[USA]] an der [[w:Princeton University|Princeton University]] und an der [[w:Syracuse University|Syracuse University]], danach 1961–1963 am [[w:King’s College (Cambridge)|King's College]] in Cambridge und 1963/4 als Gastprofessor an der [[w:University of Texas at Austin|University of Texas at Austin]]. 1964 wurde er Dozent am [[w:Birkbeck, University of London|Birkbeck College]] in London und 1966 dort Professor für angewandte Mathematik.
 
Penrose war von 1973 bis 1998 [[w:Rouse Ball Professor|Rouse Ball Professor]] an der [[w:Oxford University|Oxford University]]. Danach wurde er Geometrie-Professor am [[w:Gresham College|Gresham College]] in [[w:London|London]].
 
Von 1992 bis 1995 war er Präsident der International Society on General Relativity and Gravitation.
 
Er war in erster Ehe von 1959 bis zur Scheidung 1981 mit der Amerikanerin Joan Isabel Wedge verheiratet, mit der er drei Kinder hat, in zweiter Ehe heiratete er 1988 die Schullehrerin Vanessa Thomas, mit der er zwei Kinder hat.<ref>[http://prabook.com/web/person-view.html?profileId=536286 Penrose, Biographie bei prabook]</ref>
 
== Öffentlichkeit ==
In der Öffentlichkeit ist Penrose durch seine populärwissenschaftlichen Arbeiten bekannt:
In mehreren Büchern (''[[w:The Emperor's New Mind|The Emperor's New Mind]]''<ref>{{Literatur | Autor = Roger Penrose | Titel = Computerdenken: Die Debatte um Künstliche Intelligenz, Bewusstsein und die Gesetze der Physik | Verlag = Spektrum Akademischer Verlag | Jahr = 2001 | ISBN = 3-8274-1332-X}}</ref>, ''Shadows of the Mind''<ref>{{Literatur | Autor = Roger Penrose | Titel = Schatten des Geistes | Verlag = Spektrum Verlag | Jahr = 1995 | ISBN = 3-86025-260-7}}</ref>, ''The Large, the Small and the Human Mind''<ref>{{Literatur | Autor = Roger Penrose, Abner Shimony, Nancy Cartwright, Stephen W. Hawking | Titel = Das Große, das Kleine und der menschliche Geist | Verlag = Spektrum Akademischer Verlag | Jahr = 2002 | ISBN = 3-8274-1331-1}}</ref>) setzt er sich mathematisch-physikalisch mit Problemen des [[Bewusstsein]]s und der [[Künstliche Intelligenz|künstlichen Intelligenz]] auseinander.
 
== Leistungen ==
=== Physik ===
[[Datei:WMAP 2010.png|miniatur|Temperaturschwankungen der kosmischen Hintergrund&shy;strahlung, gemessen durch WMAP.]]
 
Penrose führte [[Spin-Netzwerk]]e ein, aus denen später die Theorie der [[Loop-Quantengravitation]] und die [[Twistor-Theorie]] entwickelt wurde. Insbesondere der Ausbau der Twistor-Theorie, die er begründete und die er als Basis einer umfassenden physikalischen Theorie der fundamentalen Wechselwirkungen und Teilchen sieht, war ihm eines der Hauptanliegen in seiner Wissenschaftler-Karriere. Eine weitere grundlegende Erkenntnis in der Kosmologie geht auf ihn und [[Stephen Hawking]] zurück: der Satz von Hawking-Penrose, nach dem in den Einsteinschen Feldgleichungen notwendig Lösungen mit [[Singularität (Astronomie)|Singularitäten]] (z.&nbsp;B. [[Urknall]] oder [[Schwarzes Loch|Schwarze Löcher]]) existieren (siehe [[Singularitäten-Theorem]]). Nach Penrose sind Singularitäten aber immer durch Ereignishorizonte abgeschirmt und ''nackte Singularitäten'' kommen nicht vor ([[Cosmic Censorship]] Hypothese von Penrose). Schließlich machte Penrose 1979 mit der [[Weylkrümmungshypothese]] auch einen Vorschlag, wie der [[Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik|Zweite Hauptsatz der Thermodynamik]] in der [[Kosmologie]] verwurzelt sein könnte, und wie somit einerseits der kosmologische [[Zeitpfeil]], andererseits die beeindruckende beobachtete räumliche Homogenität und Isotropie des [[Universum]]s erklärt werden könnte. Im Zusammenhang mit der [[Allgemeine Relativitätstheorie|allgemeinen Relativitätstheorie]] entwickelte er auch das [[Penrose-Diagramm]], mit dem man die globale Struktur einer [[Raumzeit]] graphisch darstellen kann.
 
Penrose fordert die Entwicklung einer Theorie der [[Quantengravitation]] unter Berücksichtigung einer gewissen [[Berechenbarkeit|Nichtberechenbarkeit]] in der Welt der [[Quantenphysik|Quantenphänomene]] bzw. deren Deutungen und der Integration der Prinzipien der [[Allgemeine Relativitätstheorie|allgemeinen Relativitätstheorie]] Einsteins. Diese neue Physik nennt er ''OR-Physik''.
 
Im Jahr 2010 interpretierte Penrose, gemeinsam mit Vahe Gurzadyan, Anomalien (nach ihnen konzentrische Kreise) in den [[Wilkinson Microwave Anisotropy Probe|WMAP]]-Daten der kosmischen [[Hintergrundstrahlung]] als Beweis für Aktivitäten vor dem Urknall (Kollisionen supermassiver schwarzer Löcher).<ref>Gurzadyan, Penrose: On CCC-predicted concentric low-variance circles in the CMB sky, Eur. Phys. J. Plus, Band 128, 2013, S. 22, [https://arxiv.org/abs/1302.5162 Arxiv]</ref> Er sieht das als Bestätigung eines von ihm vorgeschlagenen Modells zyklischer Universen (CCC, Conformal Cyclic Cosmology), das aufeinander folgende Universen vorsieht und somit im Gegensatz zum Modell der [[Parallelwelt#Modelle zum Urknall|Paralleluniversen]] steht.<ref>[http://www.wienerzeitung.at/themen_channel/wissen/natur/753278_Das-zyklische-Universum.html Das zyklische Universum]</ref> Demnach folgt auf das Ende eines expandierten Universums ein neuer Urknall, was eine Symmetrie bzw. konforme Transformation (das heißt im Wesentlichen skalenunabhängige) zwischen Anfang und Ende voraussetzt (das steht mit seiner Weylkrümmungshypothese zur Erklärung der Entropie des Universums in Verbindung). Da aber im bekannten Universum massive Teilchen vorhanden sind und dadurch Skalen definiert werden, postuliert er zudem, dass die Teilchen in der Endphase ihre Masse verlieren. Auch postuliert er zur Erklärung von Temperaturfluktuationen in der kosmischen Hintergrundstrahlung masselose Teilchen, die Gravitation vermitteln und [[Dunkle Materie]] ausmachen, und nennt sie Erebon nach [[Erebos]].<ref>Roger Penrose: The basic ideas of conformal cyclic cosmology, AIP Conference Proceedings 1446, 233 (2012)</ref>
 
=== Mathematik ===
[[Datei:Roger-Penrose-Kachelstruktur.jpg|miniatur|Umsetzung der 5-fachen symmetrischen Kachelstruktur von Roger Penrose]]
[[Datei:Penta plexity.png|miniatur|Penta Plexity]]
Noch als Student entdeckte Penrose 1955 die [[Pseudoinverse|Penrose-Inversen]] von Matrizen.
 
Penrose entdeckte 1974 mehrere zueinander verwandte kleine nicht-periodische Mengen von Kacheln, insbesondere auch mehrere ''aperiodische Paare''. Mit solchen Kacheln  kann die Ebene parkettiert werden, aber keine dieser [[Parkettierung]]en ist periodisch (das heißt wiederholt sich auf exakt dieselbe Weise). Sie besitzen aber stets eine gewisse Ordnung und sind fünfzählig drehsymmetrisch. Sie werden daher ''quasiperiodisch'' genannt. Diese [[Penrose-Parkettierung]]en sind aus einer hierarchisch strukturierten Packung regelmäßiger Fünfecke (s. u.) abgeleitet. Eine Penrose-Pflasterung befindet sich im Eingangsbereich des Matheturms der [[TU Dortmund]]. 1984 wurden ähnliche Strukturen bei [[Quasikristall]]en gefunden.
 
<!-- Auf Penrose geht auch das [[Penta Plexity]] zurück: -->
Roger Penrose hat unter anderem das [[Penrose-Dreieck]], ein Dreieck mit drei aufeinander stehenden rechten Winkeln, erfunden. Die Konstruktion, die in der Realität nicht möglich ist, hat den niederländischen Grafiker [[M. C. Escher]] zu den Bildern ''Wasserfall'' und ''Belvedere'' animiert.
 
In der Mathematik wird Schönheit oft mit Einfachheit in Verbindung gebracht. Penrose kommt hier zu dem Ergebnis, dass in der Mathematik nicht Einfachheit als solche schön ist, sondern vor allem ''unerwartete Einfachheit''.<ref>Roger Penrose: ''The Role of Aesthetics in Pure and Applied Mathematical Research''. In: ''Bull. Inst. Math. Appl.'' Band 10, 1974, S. 266–271.</ref>
 
=== Physik und Bewusstsein, Arbeiten zu den Grundlagen der Quantenmechanik ===
Penrose versucht in mehreren Werken mit einer [[Drei-Welten-Lehre]] [[Metaphysik|metaphysische]] Probleme populärwissenschaftlich zu beschreiben und seine Lösungsvorschläge zu erklären.  Aus der ersten Welt des platonisch-mathematischen Logos ist die physikalische Realität nur ein kleiner Ausschnitt (es wären andere Naturgesetze denkbar). Die dritte, geistige Welt ist das Bewusstsein des Einzelnen.
 
Wie auch [[Stuart Hameroff]] auf der Suche nach „einer physikalischen Heimat für Bewusstsein“, schlägt Penrose ein –&nbsp;kontrovers diskutiertes&nbsp;– Modell vor, nach dem dieses im Wesentlichen auf derzeit im Einzelnen noch unbekannten [[Quantenmechanik|quantenmechanischen]] Effekten wie [[Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon|EPR-Phänomenen]], [[Quantenverschränkung]] oder [[Quanten-Nichtlokalität]] und [[Dekohärenz|Quantenkohärenz]] beruht, die er in den [[Mikrotubuli]] des [[Cytoskelett|Zellskeletts]] und der Schnittstelle mit dem [[Nervenzelle|Neuron]] lokalisiert.
 
Nach dieser Theorie führen subtile physikalische Prozesse auf Nanometerskala (10<sup>−9</sup> m) im Grenzgebiet zwischen klassischer Physik und Quantenmechanik in einem hochentwickelten Nervensystem zu dem, was wir „[[Geist]]“ und „[[Bewusstsein]]“ nennen. Von anderen Quantenphysikern, Neurobiologen und Philosophen, wie [[Thomas Metzinger|Metzinger]], [[Gerhard Roth (Biologe)|Roth]] oder [[Christof Koch|Koch]], wird das Hameroff-Penrose-Modell allerdings abgelehnt.
 
Penrose schlug 2003 mit dem niederländischen Experimentalphysiker [[Dirk Bouwmeester]] vor, seine Hypothese des Einflusses der gravitativen Raumkrümmung auf die Superposition quantenmechanischer Zustände<ref> {{Cite journal | last = Penrose | first = Roger | title = On Gravity's Role in Quantum State Reduction | journal = General Relativity and Gravitation | volume = 28 | issue = 5 | pages = 581–600 | year = 1996 | doi = 10.1007/BF02105068|bibcode = 1996GReGr..28..581P }}</ref>
an Nano-Spiegeln zu testen.<ref>
[http://www.news.leiden.edu/news-2011/roger-penrose.html Universität Leiden 2011 zu Penrose]</ref><ref>
W. Marshall, C. Simon, Penrose, Bouwmeester: ''Towards the quantum superposition of a tiny mirror.'' In: ''Phys. Rev. Lett.'' Band 91, 2003, S. 130401–1, [http://pitp.physics.ubc.ca/confs/7pines2010/individualreadings/10-bouwmeester.pdf pdf]</ref>
 
== Veröffentlichungen (Auswahl) ==
*''Collected Works'', 6 Bände, Oxford University Press 2011
* ''Tensor Methods in Algebraic Geometry''. University of Cambridge 1956. (Dissertation)
* ''Geometrical Algebras: A New Approach to Invariant Theory''. Bedford College, London 1957. (Dissertation)
*''Techniques of Differential Topology in Relativity'', SIAM, Philadelphia 1972
* mit Wolfgang Rindler: ''Spinors and Space-Time. Volume 1: Two-Spinor Calculus and Relativistic Fields.'' Cambridge Monographs on Mathematical Physics. Cambridge University Press, ISBN 0-521-33707-0.
* mit Wolfgang Rindler: ''Spinors and Space-Time. Volume 2: Spinor and Twistor Methods in Space-Time Geometry.'' Cambridge Monographs on Mathematical Physics. Cambridge University Press, ISBN 0-521-34786-6.
* ''The Emperor's New Mind. Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics.'' Oxford University Press, 1989, ISBN 0-14-014534-6.
** dt. Ausgabe: ''Computerdenken. Des Kaisers neue Kleider oder Die Debatte um Künstliche Intelligenz, Bewusstsein und die Gesetze der Natur.'' Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 1991, ISBN 3-8274-1332-X.
* ''Shadows of the Mind. A Search for the Missing Science of Consciousness.'' Oxford University Press, 1994, ISBN 0-19-853978-9.
** dt. Ausgabe: ''Schatten des Geistes. Wege zu einer neuen Physik des Bewusstseins.'' Spektrum, Heidelberg/ Berlin/ Oxford 1995, ISBN 3-86025-260-7.
* mit [[Stephen Hawking]]: ''The Nature of Space and Time.'' Princeton University Press, 1996, ISBN 0-691-03791-4.
** dt. Ausgabe: ''Raum und Zeit.'' Rowohlt, Reinbek 1998, ISBN 3-498-02934-7.
** Hawkings Teil des Buches ist frei erhältlich unter: {{arxiv|hep-th|9409195}}
* ''The Large, the Small and the Human Mind.'' Cambridge University Press, 1997, ISBN 0-521-56330-5.
** dt. Ausgabe: ''Das Große, das Kleine und der menschliche Geist.'' Spektrum, Heidelberg/ Berlin 2002
* ''Quantum Computation, Entanglement and State Reduction.'' In: ''Philosophical Transactions of the Royal Society of London.'' Series A, 356, 1998, S. 1927–1939.
* ''The Road to Reality. A Complete Guide to the Laws of the Universe.'' Jonathan Cape, London 2004, ISBN 0-224-04447-8.
*''Cycles of Time.'' Bodley Head, 2010, ISBN 978-0-224-08036-1.
** deutsch: ''Zyklen der Zeit. Eine neue ungewöhnliche Sicht des Universums.'' übersetzt von Thomas Filk. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2011, ISBN 978-3-8274-2801-1.
*''Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the Universe'', Princeton University Press, Princeton, New Jersey, USA 2016, ISBN 978-0-69111-979-3.
 
== Einzelnachweise ==
<references />
 
== Weblinks ==
{{Commonscat}}
{{Wikiquote}}
* {{DNB-Portal|120520567}}
* {{MacTutor Biography|id=Penrose}}
* {{internetquelle|url=http://fac-web.spsu.edu/math/tile/aperiodic/penrose/penrose1.htm|titel=Penrose Tilings|datum=2011-08-15|zugriff=2012-01-16|hrsg=Southern Polytechnic State University}}
* {{internetquelle|url=http://doug-pc.itp.ucsb.edu/online/plecture/penrose/|titel=Science and the Mind|kommentar=Audio-Vortrag von Roger Penrose zum ''Orch OR''-Modell des Bewusstseins|datum=1999-05-12|zugriff=2012-01-16|sprache=englisch}}
 
{{Normdaten|TYP=p|GND=120520567|LCCN=n/82/139094|NDL=00515478|VIAF=108188624}}
 
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[[Kategorie:Mathematiker (20. Jahrhundert)]]
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[[Kategorie:Mann]]
 
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Aktuelle Version vom 6. April 2019, 12:59 Uhr