唯一的想法：罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）荣获诺贝尔奖

罗杰·彭罗斯爵士（Roger Penrose）上学时就意识到自己的思维方式异常。 “我想，也许当我上大学时，我会找到像我一样思考的人，”在一场有趣的谈话开始之初，一直持续到下午，他告诉我。 ‘但是根本不是那样。当我和某人谈一个想法时，我发现自己听不懂他们在说什么。’

就在我们发言之后，即12月初，彭罗斯（Penrose）获得了诺贝尔物理学奖，所以也许他会有所不同就不足为奇了。但是，正如他向我解释的那样，他的头脑异常直观。彭罗斯（Penrose）的父亲莱昂内尔（Lionel）既是艺术家，还是精神病学家和数学家，对罗杰（Roger）产生了重大影响。父亲和儿子过去常常一起散步以寻找绘画的东西。 ‘我喜欢拍摄逼真的图片，但有时我会分支并做更多超现实的事情。彭罗斯说：“我会在笔记本上摆满各种扭曲的图片和环环相扣的东西，天哪知道什么。”但这意味着考试很麻烦。 ‘如果您正在做代数，您只需写下答案。但是对于几何或视觉作品，您必须将其翻译成文字。这需要时间。通常，有视觉见识的人实际上不会完成论文。结果是，代数人的考试成绩更好，因此在大学中可以找到更多的人。”好的方面是，借助心理形象进行数学研究的趋势促成了他的一些最重要的突破，包括黑洞方面的诺贝尔奖得主。

“黑洞”一词指的是一个巨大的物体，它使时空扭曲到一定程度，甚至没有光可以逃逸。它的中心是一个叫做奇点的点，密度是无限的，物理学本身就崩溃了。奇异性和黑洞的存在最初源自爱因斯坦的广义相对论，但是在1960年代，许多物理学家仍然不赞成这个想法。彭罗斯最终证明了奇点是不可避免的，这暗示着黑洞在宇宙中很普遍。

彭罗斯说：“有些想法来自在树林里散步，我想象自己陷入了一个黑洞，现在我们崩溃了。” ‘我正在考虑密度何时变大，并想知道在什么条件下密度变大。我意识到这不能成为当地标准。彭罗斯的见解是，要理解黑洞，他必须考虑时空的大规模联系，而不是依赖观察者附近的信息。

‘更重要的时刻来到了，当我走路去办公室时与同事交谈时。我们来到一条小巷，过马路时我们的谈话停止了。然后我们到了另一边，我们又开始交谈。’当他到达办公室时，彭罗斯（Penrose）情绪高昂，但他不知道为什么。 ‘我对某件事感觉很好。我试图解决白天发生的所有事情。我早餐吃了什么？不，不是那样的。它以前如何？然后它来到了我。’

彭罗斯（Penrose）记得他曾与他的同事谈论过“被困表面”，所有光线都在该表面会聚。通过使用陷获的表面，他能够证明隐藏在每个黑洞后面的必须是一个奇异点。彭罗斯（Penrose）论点的精妙之处在于，您无需对问题的细节了解太多即可得出奇异性的结论，而只需存在被困表面即可。

然而，彭罗斯本着谦虚的态度建议，斯德哥尔摩委员会可能已经开枪了。 ‘一般来说，我从来没有证明黑洞可能在那里。我证明了必须存在奇点。’

宇宙学只是Penrose的兴趣之一。他还对意识和人工智能进行了深思。这些天来，关于AI的热潮大肆宣传，包括最近的报道，DeepMind的科学家已经使用它来“解决”蛋白质折叠。然而几十年来，彭罗斯一直对AI的巨大主张持怀疑态度。

他提到《模仿游戏》，这部电影讲述了艾伦·图灵在布莱奇利公园的战时密码破解问题。电影的名称是指由图灵开发的一项人工智能测试。一台计算机和一个人被藏在屏幕后面，而第三方则向每个人提供书面问题，试图从他们的回答中判断出哪个是人类。彭罗斯（Penrose）两次接受了这项测试，并说这台计算机毫无希望。 ‘我第一次放弃了，因为计算机真的不了解我要说的话。我第二次说：“我相信我们以前见过”。填写空白。’

然而，其他人并不确定人是否会继续占据上风。 2015年，斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking），埃隆·马斯克（Elon Musk）等人签署了《人工智能公开信》，呼吁研究所谓的技术奇异性可能带来的灾难性后果。这是指机器将实现人工智能的时刻。根据《终结者2：审判日》的说法，这将发生在1997年8月29日，当时天网（一种能够快速学习的人工神经网络）将变得自我意识。

彭罗斯怀疑它是否会发生。 ‘无论如何，我认为我们已经度过了大多数专家预测的时刻，对吗？他们一直将它推向更高的位置！’他对AI的最大关注不是“审判日”，而是“人们会相信机器真正理解了事物”。他举例说明了对称的象棋配置，在这种配置中，人类通过抽象化到更高的级别（使抽奖的证明变得清晰），始终胜过计算机。这种不同层次的抽象是科学研究的关键。机器无法以这种方式进行抽象，对于以原始见解给我们带来惊喜的前景而言，并不是好兆头。

彭罗斯（Penrose）的著作《心灵的阴影》（Shadows of Mind）对计算，意识，算法，量子理论和大脑进行了一次巡回演出，对我而言，这仍然是对AI及其极限的最激动人心的介绍。吸引人的不仅是彭罗斯的解释清楚。我相信整本书都充满着不安的好奇心，这对创造力至关重要。

研究的悖论之一是，一次又一次地，最深远的发现不是通过关注当今的实际问题，而是通过好奇心而做出的。换句话说，当您的工作以及为避免工作要做的事情成为同一件事时，那就是突破。彭罗斯（Penrose）讲的一个故事很好地说明了这一点。 ‘有人邀请我在伦敦南岸大学发表演讲，我的答复真的过期了。我没有做任何回信，只是盯着信笺上的大学徽标：一个五边形，周围有五个五边形。’Penrose感到困扰的是，外部五边形之间存在间隙。与六边形不同，五边形不能无缝地组合在一起。

他开始怀疑需要什么新形状，以便可以填补空白，然后扩展图案而不会出现新的空白。似乎只有一种新形状是不可能的。过了一会儿，他找到了一种使用六个新形状来解决难题的方法。但是彭罗斯对六个都不满意。

‘我想，我想知道是否可以做得更好？所以我把它降到了四个瓷砖。我为此感到非常自豪。然后我摆弄，我把它减少到两个。但是我的反应令人失望。真是太容易了。我觉得这不是新事物。’

但是事实证明，他的劳动成果被称为“彭罗斯（Penrose）平铺”，这是新的。它还具有数学和美学上的美，它们以复杂的方式相互联系，与准晶体的结构和计算理论有着深厚的联系。彭罗斯（Penrose）瓷砖装饰着我工作的伦敦数学科学研究所门厅的地板。

彭罗斯的思维方式最简单的方法就是看他与荷兰艺术家M.C.的合作。埃舍尔早在1950年代，彭罗斯（Penrose）碰巧参加了在阿姆斯特丹举行的埃舍尔（Escher）展览，在那里他被所看到的视觉悖论“彻底惊呆了”。他特别被一张名为“相对论”的图像所震惊，该图像显示了一个楼梯，重力在三个方向上移动，人们在楼上却彼此成直角。

但是作为罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），他觉得这个想法还有很多可以做的事情。 ‘我试图绘制河流和桥梁，以及以这种不可能的方式绘制事物。然后，我将其简化为一个叫做Tribar的东西，它是这三个杆彼此成直角，形成三角形构造。’

彭罗斯（Penrose）与他的父亲合作研究了这种悖论的表现，在他们之间，他们提出了一个永恒楼梯的想法，并绘制了一个永恒的楼梯，称为彭罗斯楼梯。在发表想法之后，他们将论文的副本发送给埃舍尔（Escher），埃舍尔又利用彭罗斯楼梯作为他最著名的作品之一的灵感，他称之为“升序和降序”。彭罗斯目前正在研究一本受埃舍尔悖论启发的书，事实证明，这只是三本正在进行中的书之一。

在接受彭罗斯（Penrose）采访时，跑步的主题是他的艺术性，这是他对物理学具有广泛而深刻的见解的核心。我对他说，物理学的一大奥秘是描述宇宙的定律具有如此内在的美。实际上，如此之多，以至于同一美常常被用作辨别哪些法律是正确的指南。彭罗斯（Penrose）大致同意，但是区分了不同类型的美。 ‘数学上的美与物理学上的美不同。它们并不完全相同。’爱因斯坦告诉我，在谈到物理学之美时，他是无与伦比的天赋，但在调解他的方程式中包含的数学之美方面却并非如此。

最初的计划是我要和彭罗斯谈一个小时。两个半小时后，太阳下山了，我们还在聊天。当我们接近尾声时，我问他一个我经常想到的事情：物理学的奇观及其法则的美会激发人们对超出科学的事物的信念吗？我不是在问他是否相信上帝，而是差不多。

罗杰·彭罗斯爵士（Sir Roger Penrose）对我提出的其他所有问题都像他一样博弈。 ‘从某种意义上说，我是个不可知论者。 我当然不相信基督教。 也许耶稣做了很多圣经中描述的事情，但是当然不是全部。 但这并不意味着我是无神论者。 我相信科学以外的东西吗？ 好吧，这有点很难知道。 什么是科学？ 它的边界在哪里？ 科学之外还有意识中正在发生的事情吗？ 好吧，我不想那样想。 当然，这超出了我们现在的科学范围。 但这是我们可以科学探索的东西。 我是否知道我们是否会对正在发生的事情有足够的了解，以至于足以解决它的奥秘。’