Roger Penrose

El matemático y físico británico Sir Roger Penrose (nacido en 1931) hizo contribuciones sorprendentes y originales al estudio de la geometría, la relatividad, la mecánica cuántica y la mente humana.

Roger Penrose nació en Colchester, Inglaterra, el 8 de agosto de 1931. Su padre fue el genetista Lionel Penrose, experto en defectos mentales, cuyo interés por la geometría fue comunicado a su hijo. La familia Penrose fue ilustre en la vida intelectual británica en el siglo XX. Jonathan Penrose ganó el campeonato británico de ajedrez diez veces en las décadas de 20 y 1950. No es de extrañar que la vida intelectual de la familia Penrose fuera animada.

Penrose recibió su título universitario de University College, Londres, y luego se dirigió a Cambridge para su doctorado. Mientras era estudiante, descubrió un teorema relativo a las secciones cónicas del que se siguen algunos de los teoremas básicos de la geometría proyectiva como casos especiales. Como parte de su trabajo para su doctorado, redescubrió algunos resultados importantes en la teoría de matrices. De 1964 a 1966 fue lector de matemáticas aplicadas en el Birkbeck College de la Universidad de Londres, y ascendió a profesor titular en 1966.

El estudio de las matemáticas en Gran Bretaña siempre ha incluido una gran cantidad de matemáticas aplicadas e incluso física, por lo que no es de extrañar que gran parte del trabajo más conocido de Penrose se parezca más a la física que a las matemáticas puras. Él y Stephen Hawking estudiaron los agujeros negros en colaboración y los dos identificaron las características básicas de los agujeros negros, que resultan del colapso de grandes estrellas. La masa se vuelve tan concentrada que incluso los fotones (partículas de luz) no pueden escapar. Como resultado, incluso si es posible reconocer la existencia de un agujero negro a partir de sus efectos sobre los objetos cercanos, sería imposible observar el interior del propio agujero negro.

A partir de su interés en la cuestión de si el espacio y el tiempo son uniformes o están divididos en unidades discretas, Penrose investigó muchos aspectos de la mecánica cuántica. Mientras estaba en Cambridge, Penrose intentó construir modelos matemáticos para la mecánica cuántica utilizando los elementos básicos de los números reales. Uno de los problemas de larga data de la física del siglo XX ha sido combinar los campos aparentemente conflictivos de la relatividad y la mecánica cuántica. Penrose intentó encontrar una resolución a través de la geometría de twistor, que se basa en números complejos. Este ambicioso proyecto está lejos de completarse, pero el estudio de los twistors se ha convertido en una industria dentro de la física por derecho propio.

Penrose colaboró ​​con su padre en la creación de una ilusión visual que fue incorporada a las litografías por el artista holandés MC Escher, cuyo trabajo incluía muchos elementos matemáticos. También dentro del área de la geometría, Penrose hizo una contribución sorprendente al estudio de los mosaicos. Un mosaico es un método para cubrir todo el plano con polígonos, por ejemplo, cuadrados o triángulos equiláteros. Los mosaicos que usan esas figuras se denominan periódicas porque el patrón se repite regularmente al moverse por el plano. La pregunta era si sería posible enlosar (cubrir) el avión con un patrón no repetitivo.

Antes de que Penrose hiciera su contribución, otros ya habían demostrado que era posible embaldosar el avión de una manera no periódica. La primera solución utilizó una inmensa cantidad de mosaicos diferentes, y la mejor solución conocida en 1974 todavía usaba seis mosaicos de diferentes formas. En ese año, Penrose encontró un mosaico no periódico que usaba solo dos formas diferentes. Aunque esta contribución geométrica parece muy alejada de sus estudios de astrofísica y mecánica cuántica, también refleja la amplitud de su formación científica.

En 1966, Penrose recibió el Premio Adams de la Universidad de Cambridge y en 1971 el Premio Dannie Heineman de Física de la Sociedad Estadounidense de Física. Al año siguiente fue elegido miembro de la Royal Society y en 1973 lo sucedió en la prestigiosa Cátedra de Matemáticas Rouse Ball en la Universidad de Oxford. Compartió dos premios con su colaborador Stephen Hawking; la Medalla Eddington de la Royal Astronomical Society de 1975 y el Premio Wolf de física de 1988. Penrose ocupó puestos de visitante en muchas universidades líderes en los Estados Unidos, incluidas Cornell, Texas, California y Princeton.

Penrose se dio a conocer al público en general gracias al libro más vendido La nueva mente del emperador, que apareció a ambos lados del Atlántico en 1989. Hawking había escrito un libro con un éxito similar un par de años antes, pero no había intentado incluir ninguna ecuación distinta a la de Einstein e = mc2. El libro de Penrose incluye esa ecuación y cientos de otras, ya que abarca computadoras, mentes y las leyes de la física, por mencionar solo los temas mencionados explícitamente en el subtítulo. La nueva mente del emperador puede haber sido el mejor libro sobre ciencia moderna escrito hasta ahora. En 18 meses había pasado por numerosas ediciones.

Durante una histórica serie de conferencias en el Instituto Isaac Newton de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Cambridge en 1994, Penrose y Hawking recrearon el famoso debate de Bohr-Einstein. En conferencias públicas, Penrose y Hawking presentaron sus puntos de vista distintivos sobre el universo, su evolución e impacto en la teoría cuántica. El mismo año, Penrose fue nombrado caballero por sus numerosas contribuciones a la ciencia. Sombras de la mente (1994) demostró una vez más la capacidad de Penrose para comunicar la física teórica compleja a una audiencia general.

Lo que distinguió a Roger Penrose entre los físicos y matemáticos de su tiempo fue la amplitud y profundidad de su trabajo. Algunos de los ensayos que escribió ilustran la atención que prestó a sus antepasados ​​intelectuales, como Sir Isaac Newton. Su influencia sobre sus alumnos fue profunda.

Otras lecturas

Hay un artículo sobre Penrose en el set de McGraw-Hill en Científicos e ingenieros modernos (1980). Un vistazo más personal está disponible en la introducción de Martin Gardner a Penrose La nueva mente del emperador (1989). En el libro de B. Grunbaum y G. Shephard se encuentra una buena discusión sobre las teselaciones y el trabajo de Penrose. Azulejos y Patrones (1986). Se pueden encontrar artículos sobre Penrose en las revistas de divulgación científica Scientific American y Science. Un relato del debate Penrose-Hawking de 1994 se presenta en La naturaleza del espacio y el tiempo (1996). □