Was sind die Hauptbeiträge von Sir Roger Penrose, Gewinner des Nobelpreises 2020, zur Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie?
Was sind die Hauptbeiträge von Sir Roger Penrose, Gewinner des Nobelpreises 2020, zur Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie?
Die Frage ist ungenau gestellt, denn Penrose hat in der ART nichts zur Mathematik beigetragen, sondern laut Wikipedia (Roger Penrose
):
Ihm wurde 2020 der Nobelpreis für Physik zur Hälfte zuerkannt, für die Entdeckung, dass die Bildung Schwarzer Löcher eine robuste Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie ist. Gemeint ist damit, dass seine Arbeiten unter nur wenigen globalen Annahmen die Existenz von Schwarzen Löchern vorhersagten.
In eigenen Worten: Er hat gezeigt, dass aus den Gleichungen der ART die Möglichkeit Schwarzer Löcher zwingend folgt.
Wir sind heute der Meinung, dass es keine Universalgenies mehr geben kann, weil keine Einzelperson mehr auf allen Gebieten der Wissenschaften Herausragendes leisten kann. Als Letzter gilt Leibniz. Trotzdem ist es immer noch so, dass es Menschen gibt, die auf mehr als einem Gebiet produktiv sind. Ein solcher ist Roger Penrose. Ich interpretiere den Preis deshalb weniger als für das in der offiziellen Laudatio Genannte, als vielmehr für seine Lebensleistung, und als eine kleine und verspätete Referenz für Stephen Hawking, mit dem er auf dem Gebiet der Schwarzen Löcher eng zusammengearbeitet hat.
Warum ich Roger Penrose (fast) für ein Universalgenie halte?
Vor dreißig Jahren bin ich bei meiner Arbeit über die Moore-Penrose-Pseudoinversen gestolpert. Ich habe damals an zweidimensionalen Filtern für die Bildanalyse gearbeitet und musste dort symmetrische quadratische Kovarianz- bzw. Korrelationsmatrizen invertieren, deren Determinante null ist. D.h. eine echte Inverse gibt es gar nicht. Die Pseudoinversen boten einen Ausweg und die geometrische Interpretation war dann auch gleichzeitig die Lösung meines Filterproblems. Damals habe ich Penrose für einen Mathematiker gehalten. An dem Thema hat er mit 24 gearbeitet, da war er noch Student oder Doktorand.
Zehn Jahre später, als ich mich für Theorien über das Bewusstsein interessiert habe, bin ich auf die Arbeiten von Stuart Hameroff
und Roger Penrose gestoßen. Ihre damalige These war, dass das Bewusstsein irgendetwas mit Quantenprozessen in den Mikrotubuli zu tun hat, Zellorganellen in den Neuronen. Ich halte das zwar heute für Unsinn, habe aber damals lange darüber nachgedacht. Es gibt ja heute immer noch viele, die das Bewusstsein mit der Quantentheorie erklären wollen.
Nochmals zehn Jahre später kam das Buch “Zyklen der Zeit” heraus. Hier hat Penrose eine kosmologische Theorie vorgestellt, die unser Universum und den Urknall in einen größeren Rahmen stellt. Penroses Vorstellungen unterscheiden sich deutlich von den Ideen, die Hawking gegen Ende seines Lebens entwickelt hat, oder den diversen Formen von Multiversen oder von emergenten Zeitvorstellungen. Für mich ist seine Theorie der Zeit plausibler als die meisten anderen.
Das hat schon etwas von einem Universalgenie, wenn man substanzielle Beiträge in der Mathematik, der Quantenmechanik, der ART, der Kosmologie und den Kognitionswissenschaften leistet. Und ich habe sicherlich noch ein paar seiner Themen übersehen.