Ser Rojer Penrouz

Birlashgan Qirollikda davlat va jamiyat uchun buyuk xizmatlar koʻrsatgan shaxslarga Ritsarlik maqomi hamda Ser unvoni berilishi tarixiy anʼana hisoblanadi. 1994-yilda zamonamizning eng nomdor olimlaridan biri, fizika, matematika hamda inson tafakkurining neyrofiziologik jihatlarini tadqiq qilish borasidagi eng ilgʻor tadqiqotlar muallifi — Rojer Penrouz ham qirolicha Elizaveta II tomonidan Angliyaning mazkur yuksak unvon va maqomlari bilan taqdirlandi. Haqiqatan ham, u tom maʼnoda zamonamiz ilm-fanining shavkatli “ritsar” i boʻlgan.

Keling, uning tarjimai holi va ilmiy faoliyati haqida ushbu maqola orqali imkon qadar batafsil toʻxtalamiz. Ser Rojer Penrouzning ota-onasi tibbiyot mutaxassisi boʻlgan. Chunonchi, uning otasi Laynoel Sharplz London qirollik jamiyati aʼzosi boʻlib, tibbiy genetika boʻyicha oʻz davrining yetakchi ixtisos egasi sanalgan. Qahramonimiz Rojer Penrouz otasi 1931-yilda Kolchester shahrida oʻtkazilgan maxsus ilmiy tadqiqot dasturida ishtirok etayotgan paytida, oʻsha yilning 8-avgust sanasida dunyoga kelgan. Penrouzlar oilasi ilm-fanga nisbatan eʼtiqodiy tarafdan yondashadigan oila boʻlgan. Ularning oilaviy aqliy salohiyatidan shu narsa yaqqol darak beradiki, oilada Rojerdan boshqa farzandlar ham kuchli olim boʻlib yetishgan.

Xususan, akasi Oliver Penrouz Rojer fizik va matematik mutaxassis boʻlib yetishgan boʻlsa, ukasi Jonatan Penrouz kasbi boʻyicha psixolog, shuningdek, Britan orollarida dongʻi ketgan mashhur shaxmatchi boʻlib tanilgan. Maʼlum sabablarga koʻra, Penrouzlar oilasi 1939-yilda avval AQSh, keyin Kanadaga koʻchib oʻtdi. Aynan shu payt Rojerda matematikaga nisbatan ishtiyoq paydo boʻla boshladi. Chunki bu vaqtda uning ota-onasi ham mazkur fan bilan qattiq berilib shugʻullanar edi. Ayniqsa, otasi oʻzi genetik boʻlishiga qaramay, geometriyaga mukkasidan ketar darajada qiziqish bilan yondashgan.

Yevropa 1945-yilda Ikkinchi jahon urushi “olovi” dan qutulgach, Penrouzlar yana Angliyaga qaytib keldi va Londonga joylashdi. Ota Penrouz London Universitet kollejida inson genetikasi fanidan dars beruvchi professor boʻlib ishlay boshladi. U farzandlarini aynan shu dargohda taʼlim olishini istagan. Ayni istakka koʻra, Rojer mazkur kollejga oʻqishga kirdi. Kollejdagi oʻqish yakuniga koʻra, ota-onasi unga oilaviy anʼanalarni davom ettirish, yaʼni tibbiyot xodimi boʻlib yetishishi uchun biologiya va kimyo yoʻnalishini taklif etdi. Lekin Rojer ularning hafsalasini pir qilgancha, fizika va matematika sohasini oʻzi uchun istiqbolli deb tanladi.

Universitet kollejini aʼloga tamomlagach, akasi Oliver izidan borib, Rojer Penrouz ham Kembrij universitetiga oʻqishga kirdi. U faqat fizika bilan mashgʻul boʻlgan akasidan farqli ravishda, sof matematika bilan shugʻullanishni maʼqul koʻrdi va XX asrning eng obroʻli matematiklari sirasiga kiruvchi olim — Uilyam Xodj rahbarligida algebraik geometriya boʻyicha tadqiqot boshladi. Talabalik yillarida u asta-sekinlik bilan fizikaning fundamental masalalariga qiziqa boshladi. Chunonchi, u Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi va zamon-makon tuzilishi strukturasi haqida izlanishlarga kirishdi. Ayni mavzular yoqalab, kvant tamoyillarining asosiy masalalariga kirib keldi.

1957-yil Kembrij oliygohini fan doktori (PhD) bilan tamomlagach, avvaliga Londondagi Bedford Kollejida, keyin esa oʻzi taʼlim olgan Kembrij universitetida sof matematikadan maʼruzalar oʻqidi. 1959-yilda u NATOʼning grant sohibiga aylandi va keyingi 2 yilni okean ortining eng nufuzli, bir paytlar Eynshteynning oʻzi ishlagan dargoh — Prinston universitetida ilmiy faoliyat olib bordi. U 1978 yilda Oksford universitetining Rouzboll professori lavozimiga tayinlangan va to 1998 yilgacha, yaʼni qariyb 20 yil mobaynida mazkur lavozimda faoliyat koʻrsatgan. Keyinchalik Oksford universitetining matematika kafedrasiga rahbar etib saylangan. Hozirda ham mazkur vazifada ishlab kelmoqda.

Rojer Penrouz ilmiy faoliyati davomida koʻplab yuksak ilmiy mukofot va unvonlarga sazovor boʻlgan. Xususan, u Albert Eynshteyn nomidagi mukofot, Kopli medali, Volf mukofoti, Gelmgolts medali kabi oʻnlab nufuzli eʼtiroflarga musharraf boʻlgan. Albatta, bunday oliy maqomlar oʻz-oʻzidan kelmaydi. Ilm-fan “ritsari” Penrouzning ushbu mukofotlarga erishishiga sabab boʻlgan ilmiy ishlari, haqiqatan ham tahsinga loyiqdir. Ularning ayrimlari shu darajada ajabtovur va ziddiyatga boyki, bir qarashda tushunish va ishonish juda qiyin. Shunday boʻlsa-da, ular borasida bahslashishga uncha-muncha kuchli olimning yuragi dov bermaydi. Chunki ular shu darajada benuqson va murakkabdir.

Keling, ularga birma-bir toʻxtalib oʻtsak: oʻzining eʼtirof etishicha, Penrouzdan eng koʻp soʻraladigan mavzu fizika yoki matematika haqida emas, balki ong va tafakkur boʻyicha boʻlar ekan. Albatta, bu bejizga emas, chunki uni mashhur qilgan kitoblari — “Imperatorning yangi tafakkuri”, “Idrok koʻlankasi”, “Katta, kichik va inson ongi” kabi asarlari millionlab adadda chiqib, qoʻlma-qoʻl boʻlib ketgan. Penrouz ushbu kitoblarda inson ongi va tafakkur yuritish jarayonining oddiy psixologik tavsifidan boshlab, chuqur neyrofiziologik rivojigacha tadqiq qilishga urindi. U inson tafakkuri faqat insongagina xos boʻlgan oliy fenomen ekanini eʼtirof etadi. Tafakkurni biron-bir mashinada modellashtirishning imkoni yoʻqligini taʼkidlash asnosida, ong va tafakkurning poydevori boʻlishi mumkin boʻlgan va biz “shaxs” deb ataydigan tushunchani ifodalaydigan fizik mexanizmni taklif qildi. Penrouzning tafakkur borasidagi gipotezalarining asosiy tamoyil va xulosalarini shartli ravishda, “musbat” (tasdiqlovchi) va “manfiy” (inkor qiluvchi) qismlarga ajratish mumkin.

Manfiy qism asosan ong va tafakkur modelini yaratishning imkonsizligini matematik jihatdan asoslashga bagʻishlandi va bunda olim mashhur olmon (nemis) matematigi — Kurt Gyodelning toʻliqsizlik teoremasiga tayanib dalillar keltirdi. Uning aytishicha, “idrok”, “ong” kabi tushunchalarni gap faqatgina muayyan matematik ijodiyotga aloqador maʼlum atamalarni qoʻllashda, masalan, teoremalarni keltirib chiqarish, hisoblashni bajarish va algoritmlarni yozishdagina maʼlum maʼnoda qoʻllasa boʻlar ekan. Lekin ong va tafakkur mexanizmlarining oʻzi uchun matematik teorema va taʼriflar bagʻishlashning imkoni yoʻq. Shu sababli hatto inson zakovatining eng yangi qirralarini oʻzida aks ettiruvchi matematikada ham zakovat, ong, fahm va idrok masalalari ochiq qoladi. Bu esa odam aqliy faoliyati boshqa xossalarini modellashtirish borasidagi imkoniyatlarni ancha pasaytirib yuboradi. Shu orqali ongni mexanik modellashtirish sharoitiga manfiy tamgʻa bosildi (inkor qilindi).

Penrouz gipotezasining musbat qismi esa umuman olib qaraganda, bir-biri bilan oʻzaro yaxshi muvofiqlikka ega boʻlgan gipotezalar uygʻunligidan iborat. Ular bir tarafdan fizika, boshqa tarafdan neyrofiziologiyaga borib taqaladi. Uning fizik asoslari esa miyaning fiziologik faoliyatini kvant fizikasi boshqaradi, degan taklifga bogʻliq. Penrouzning taʼkidlashicha, ong, tafakkur va idrok xossalarining shakllanishini miya neyronlarida yuz beruvchi qandaydir (hozircha tushunib yetilmagan) kvant hodisasi boshqarar ekan. Bunda bir prinsipial muhim jihat borki, u ham boʻlsa, noaniqliklar tamoyili deb ataladi. Miya neyrofiziologiyasidagi kvant jarayonda bu narsa “hisoblab bo‘lmaslik” (inglizcha nonsomputability) sifatida namoyon boʻldi.

drive2.ru

Manfiy qism xulosasiga koʻra, nazariyaning bu jihatisiz u toʻliq boʻlmaydi. Kvant nazariyasining hozirgi zamon darajasi bilan miya faoliyatining ushbu voqeasiga oid hisoblashni bajarishning imkoni yoʻq. Bunga imkon beruvchi biror nazariya paydo boʻlguniga qadar, bu borada faqat muayyan miqdoriy, nisbiy chamalashni bajara olamiz xolos. Lekin bunga imkon beruvchi nazariyaning yaqin orada paydo boʻlishiga hozircha ishonch yoʻq. Penrouzning aytishicha, agar miya faoliyatidagi kvant jarayonini ifodalab berishga qodir shunday nazariya paydo boʻlgan taqdirda, u oʻz vaqtida Eynshteynning nisbiylik nazariyasi amalga oshirgan ilmiy inqilobni takrorlashi mumkin ekan. Yaʼni bu zamonamiz fizik va matematiklari ongida mustahkam oʻrnashib qolgan qarash va tushunchalarni konseptual jihatdan butunlay qayta koʻrib chiqishni taqozo etar ekan.

Shu sababli ong va tafakkurni modellashtirish uchun, avvalo miya va undagi kvant faoliyatni modellashtira olish kerakligi uchun biz hozircha bu borada faqat oʻta dagʻal taxminiy maʼlumotlar ololamiz xolos. Biroq hozirda Penrouz gipotezasini rivojlantirish boʻyicha ilmiy ishlar yanada qizgʻin jadallashmoqda va yangi-yangi yosh olim, tajribakorlar (eksperimentatorlar) kelib qoʻshilmoqda. Balki yaqin yillar ichida bu borada Penrouz maktabi vakillaridan yangi ilmiy kashfiyotlar eshitib qolarmiz. Penrouz kosmologik tadqiqotlar borasida ham zamonamizning yetakchi olimlaridan hisoblanadi. Bu boradagi ilk ilmiy ishini u 1967-yildagi oʻzi ishlab chiqqan tvistorlar nazariyasi orqali bayon qilgan.

Tvistorlar nazariyasiga koʻra, Minkovskiy fazosidagi geometrik obyektlarni Penrouz oʻzining tvistorlarning vektor fazosida tasvirladi. Kosmologiya haqida gap ketganda, Penrouzning “Koinot senzurasi” gipotezasi haqida, albatta, toʻxtalib oʻtmoq kerak. Unda Penrouzning tafakkur masalasidagi tadqiqotlari “kurtak” larini koʻrish mumkin. Mazkur farazga koʻra, koinotning oʻzi shunday xossaga egaki, u biz kabi kuzatuvchilar uchun singulyarlik (birlik, yakkalik holatidagi) larni kuzatishga imkon bermaydi, yaʼni u singulyarliklarni “hodisalar gorizonti” bilan toʻsib qoʻyish (shunday majoziy maʼnodagi senzura qoʻllash) orqali singulyarlikda qanday fizik jarayon yuz berayotganini bilishga imkon qoldirmaydi. Penrouzning bu ilmiy taxmini hozirda kosmologik izlanishlarda muvaffaqiyatli qoʻllanib kelinmoqda. Xususan, u va yana bir mashhur ingliz olimi Stiven Xoking bilan hamkorlikda, singulyarlik boʻyicha qator natijalarni qayd etdi. Chunonchi, koinot senzurasi qora tuynuk fizikasiga omadli tatbiq etildi.

Ser Rojer Penrouz va Stiven Xoking / drive2.ru

Yuqorida aytganimizdek, Ser Rojerni ilm-fan olamida mashhur qilgan yana bir ilmiy ishi zamon-makon strukturasini tadqiq qilishga bagʻishlanadi. Uning bu borada kattagina asari 1972-yilda nashr etilgan boʻlib, “Zamon-makon strukturasi” deb nomlanadi. Eynshteyn umumiy nisbiylik nazariyasining keyingi rivoji hamda kosmologiya sohasida erishilgan yangi ilmiy yangiliklar (jumladan, astrofizik Edvin Xabbl tomonidan koinot kengayishining kashf etilishi hamda Xabbl qonunining shakllanishi) betoʻxtov kengayuvchi zamon-makon strukturasining turli modellarini barpo qilishga olib keldi (Fridman modellari). Koinotning bir jinsli izotrop modeli kengayishi masalalarida singulyarlik muammosi oʻrtaga chiqdi. Koinot oʻz ibtidosida cheksiz zichlik va zamon-makon egrilanishining bepoyon ulkan qiymatiga ega boʻlganini koʻplab kosmolog mutaxassislar taʼkidlay boshlagan edi.

Bu borada XX asrning 50–80-yillarida jahon ilmiy jamoatchiligida keskin bahs-munozara avjiga chiqqan edi. Ularda Penrouz ham oʻta faol ishtirok etib, oʻzining qator nodir uslublarini ishlab chiqqan. Uning taʼkidlashicha, umumiy nisbiylik nazariyasining zamon-makon strukturasini ifodalovchi tenglamalari, aslida 2-darajali chiziqsiz matematik tenglamalarning hosilasi boʻlib, ular asosida zamon-makon strukturasining fizik va matematik ifodasi uchun nozik matematik uslublarni ishlab chiqish mumkin. Aynan shunday uslublardan birini Penrouzning oʻzi taklif etdi. Ularning kosmologiya borasidagi nazariy tadqiqotlarda qoʻllanishi bilan Penrouz va uning izdoshlari nihoyatda muhim va prinsipial ahamiyatga ega xulosalarga kelgan. Ular ichida eng asosiysi — gravitatsion kollaps jarayonida singulyarlikdan qutulib boʻlmasligining ilmiy isboti keltirilgani. Unga binoan, ulkan massali yulduzlar evolyutsiyasining soʻnggi bosqichlarida yuz beruvchi gravitatsion kollaps jarayonida, uning oʻz sferik simmetrisiyadan ogʻa boshlashi (chetlanishi) hamda aylanish koʻrsatkichining oʻzgarishiga muvofiq, kollapsning umumiy manzarasi tashqi kuzatuvchi (masalan, Yerdagi astrofizik) uchun koʻrinmas holatga oʻta boshladi.

Yulduzning oʻlchami gravitatsion radiusga yetib, undan ham kichraygandan keyin tashqi kuzatuvchi u joyda nima boʻlayotganini hech qachon bila olmaydi. Rojer Penrouz oʻzining zamon-makon strukturasi haqidagi gʻoyalarini bayon qilar ekan, yulduzning oʻsha gravitatsion radiusdan keyingi taqdirida uning tashqi maydoni Kerr metrikasiga intilishini isbotlab berdi. Isbot shunchaki Kerr metrikasining yulduz kollapsiga tatbiq etilishi bilan cheklanmay, balki Kerr metrikasining oʻzi ham kollapsga uchragan fazoviy jismning faqatgina massa va burchak momentiga bogʻliq ekanini asoslab berdi. Bu esa jismning gravitatsion kollapsdan keyingi evolyutsiyasida yana qayta kengayishni boshlashi haqidagi farazlarni yoʻqqa chiqardi. Keyingi davr astrofizik kuzatuvi natijalari asosida, xususan, puls va kvazarlarning soʻnggi evolyutsion bosqichini kuzatish orqali qayta kengayish haqidagi oʻsha farazning puchligi isbotlandi va Penrouzning izlanishi tasdiqlandi.

Penrouzning ilmiy jamoatchilikda eʼtirof etilgan eng muhim kashfiyoti uning spin tarmoqlarini taklif etgani boʻlib (1971-yil), aynan ushbu kashfiyot uning zamon-makon strukturasini bayon qilishdagi eng asosiy quroli boʻlib xizmat qilgan. Shuningdek, bu borada Penrouz “Eynshteynning toʻldiruvchisi” deb ham taʼriflanadi. Yuqorida qayd etilganlardan tashqari, Penrouzga eng katta shuhrat keltirgan ilmiy ishi, atigi 2 ta juda oddiy geometrik shakl vositasida cheksiz tekislikni takrorlanmas mozaika bilan toʻldirish usulini ixtiro qilgani boʻlgan edi. Avvaliga Penrouz tekislikni geometrik shakllar bilan toʻldirishni fanda R1 usuli deyiladigan yoʻl bilan uddalagan. Bunda u mashhur olmon astronomi Iogan Keplerning “Fazoviy garmoniya” asarida keltirilgan gʻoyalarga asoslangan va 6 ta geometrik shakl vositasida toʻldirishga erishgan.

Keyinchalik Penrouz tekislikni toʻldiruvchi shakllar sonini maksimal qisqartirish, yaʼni atigi 2 ta shakl bilan toʻldirishga erishdi. Ular R2 — deltoidlar hamda R3 — romblar bilan toʻldirish uslubi. 1984-yilda Penrouz mozaikalari kvazikristallar atomlarining joylashuv tarkibida ham aks etishi isbotlandi. Xususan, tabiatda bunday murakkab va betakror joylashuvlar allaqachon bor ekan. Hozirda Penrouz mozaikasidan binolarning ichki qismlariga bezak berishda keng foydalaniladi. Masalan, Penrouz mozaikasi pol va devorlarga betakror naqshinkorlik bagʻishlaydi.

drive2.ru

Rojer Penrouzning soʻnggi shov-shuvli ilmiy gipotezalaridan biri — 1990-yillar oʻrtalarida maydonga “chiqqan” Xammerxoff-Penrouz neyrokompyuting nazariyasi. Uning asosida inson tafakkurining “Orsh OR” deb nomlanuvchi modeli yotadi. Ushbu modelga koʻra, miyaning faolligi muayyan kvant jarayoni bilan bogʻliq boʻlib, Penrouzning bu boradagi qarashi mohiyatini maqola avvalida bayon qilgan edik. Ularga yana shuni qoʻshimcha qilish kerakki, Penrouz taklif qilayotgan “Orsh OR” modelidan kelajak kompyuterlari — kvant kompyuterlarining konseptual loyihalanishida keng qoʻllanishi kutilmoqda.

Ushbu modelning fizik asosida miyaning muayyan qismlari toʻlqin funksiyalarida shundayin uzluksiz obyektiv reduksiya (OR ning mazmuni ham aynan shunda, inglizcha objestive redustion) jarayoni sodir boʻladi deb hisoblanadi. U miyadagi zamon-makon kvant holatining chegaraviy ogʻishidan kelib chiqadi, ogʻish sodir boʻlganidan keyin u qayta reduksiyalanadi deb qaraladi. Model nomidagi Orsh soʻzi esa ingliz tilidagi Orshestered soʻzini ifodalaydi. Penrouz va Xammerhoffning taʼkidlashicha, miya mikrotrubkasidagi kvant hodisasi maʼlum oqsillar tomonidan boshqariladi. Rojer Penrouz yaqinda 92 yoshga toʻlishiga qaramasdan, shavkatli ritsar misoli, ilm-fanning eng oʻtkir muammolariga qarshi chaqiruv bilan chiqishda davom etmoqda. Uning ilmiy gipoteza va nazariyalari hali yana bir necha avlod fiziklari uchun tadqiqot manbai boʻlib xizmat qilishi aniq.

Muqova surat: wikipedia.org