怎么做百度提交入口网站,网站文案编辑怎么做,义乌大岳网络科技有限公司,成都网站优化排名来源#xff1a; 数学竞赛的那些事儿在20世纪中期#xff0c;数学探究自然模式的能力被大大地增强了#xff0c;如果那些远古的几何学者们看到这一切#xff0c;必将大为惊愕甚至迷惑不解#xff0c;在极为宏观的尺度上#xff0c;天文学家们以整个银河系为基本单位… 来源 数学竞赛的那些事儿在20世纪中期数学探究自然模式的能力被大大地增强了如果那些远古的几何学者们看到这一切必将大为惊愕甚至迷惑不解在极为宏观的尺度上天文学家们以整个银河系为基本单位发现了奇异的宇宙结构在极为微观的层面上量子物理学则发现了基本粒子的旋转和共振而这似乎与数学上的整数和分数恰好相称人类生存的经验世界大约介于亚原子与超银河的尺度之间尽管科学如此发达但人类尺度上最大的秘密—意识之谜依然没有解开人类如何拥有意识人类又如何能够对自己的意识有意识如果刚获得2020年诺贝尔物理学奖的数学物理学家罗杰·彭罗斯( Roger Penrose因给出黑洞形成的证明并成为广义相对论有力证据而获奖)正确的话那么或许量子世界和人脑中神经细胞的运行模式之间真的有着某种精妙的联系人脑就是最终的量子计算机1931年8月8日罗杰·彭罗斯出生于英国埃塞克斯州的科切斯特镇他的父母都接受过系统的科学训练他的母亲是医学博士父亲是遗传学家超人的科学才能或许有一定的遗传性彭罗斯的兄弟们自小表现都十分出色彭罗斯的哥哥奥利弗是物理学家和数学家他的弟弟乔纳森是心理学家还是英国国家象棋队队员1939年为了躲避即将到来的战争威胁彭罗斯一家搬到美洲彭罗斯的父母都对数学尤其是几何学十分感兴趣和年长的哥哥奥利弗一样年幼的他顺理成章地很快也迷上了数学在接受《今日数学》的采访时他回忆道我大概10岁的时候就开始尝试制作各种各样的几何多面体……在1945年第二次世界大战结束以后彭罗斯一家回到英国他父亲受聘为伦敦大学人类遗传学教授彭罗斯则进入了伦敦大学附属中学学习尽管彭罗斯对数学的兴趣日益浓厚但他的父母都希望彭罗斯继承他们的医学职业因为这所学校开设的课程是分科组织的所以彭罗斯不得不在生物学作为学习医学专业的前期知识准备和他最钟爱的数学之间做出选择在接受《今日数学》的采访时彭罗斯回忆道我记得当时我们不得不选择一个专业作为最后两年的主攻方向每个人都被一个一个地叫去见班主任班主任会说好吧说说你在接下来的两年中想学什么专业当问到我时我说我想学习生物学、化学和数学他说不行那不可能你不能同时学习生物学和数学,我们不提供那样的选择然而因为我不想丢掉我钟爱的数学于是我又说数学、物理学和化学当我回到家后父母都非常苦恼我的医学生涯也就被打断了因为彭罗斯的父亲是伦敦大学的教授所以他进入大学学习完全是免费的彭罗斯以最优异的成绩获得数学学士学位之后他便转入剑桥大学学习高等数学在剑桥大学求学期间彭罗斯被数学物理学深深地吸引了之所以发生兴趣转移主要有以下几个方面的原因他的哥哥奥利弗已经开始在做物理学方面的研究工作彭罗斯选修了一些广义相对论和量子力学方面的课程被其中各种奇异的物理问题深深地迷住了后来彭罗斯对数理逻辑这门课程也产生了浓厚的兴趣其中包括图灵关于可计算性的研究和哥德尔关于数学公理系统不完备性的研究彭罗斯哥哥的一位朋友丹尼斯·夏玛( Dennis Sciama))也给他讲述了物理学方面许多令人激动的新进展在彭罗斯完成了一系列重要的矩阵方程论文之后1958年他毫无疑问的获得了剑桥大学博士学位在接下来的几年里他开始了一系列重要的研究工作最终让他成为一位世界级的数学物理学家他早期的论文主要涉及在接近光速的情况下以及常规重力情况下特殊几何图形的变异情况1965年彭罗斯用他卓越的数学才能研究一种奇特的物理现象一个质量巨大的物体比如一颗星星在重力的作用下如果发生坍塌会是什么样子在夏玛的研究小组中彭罗斯遇到一位同学名叫斯蒂芬·霍金( Stephen Hawking)霍金发明了一个奇特的概念来描述这种神秘的物理现象即现在已经广为人知的黑洞然而霍金并没有足够的数学能力将他用直觉发现的这种现象进行精细的研究进而发展出一套详尽的理论来自彭罗斯的帮助对于霍金来说是正当其时彭罗斯用数学的方法发展了一个概念——奇点这是一个体积无限小极限为0而密度无限大的点结果从数学上来说没有任何物体甚至包括光能够从黑洞的疆域或视界中逃离出来而霍金则用直觉做出了更大的跨越他问道宇宙本身是否有可能起源于一个奇点而后在一场大爆炸中徐徐展开呢彭罗斯提出了宇宙监察假说他认为一个纯粹的裸奇点不能单独存在它由于黑洞包裹而拥有了自己的视界可以将自己与宇宙剩余的其他部分分离开来然而1969年彭罗斯宣称黑洞事实上也并不是和周围的空间完全隔离的如果一个粒子接近黑洞它将分裂为两个粒子其中一个被卷入黑洞另一个则可以逃离出来转化为一些围绕黑洞旋转的能量.罗杰·彭罗斯和背后黑板上的宇宙扭曲模型从20世纪60年代开始彭罗斯对于宇宙学的兴趣远超出了黑洞他发展出好些新的理论他从数学结构的角度研究过一种没有任何物质的客体称为扭曲者( (twistor)它既具有线性动量又具有角动量能在特定的扭曲空间中移动彭罗斯试图证明整个现代物理学都能够被整合入扭曲者之中他在《旋量与时空》一书中提供了对理论最详尽的描述该书是他与温德勒(w. Windler)合著的大多数物理学家都不太相信这个扭曲理论( Twistor theory)能够很好地描述宇宙而更倾向于相信弦论 String Theory及其各种形式的变体与此同时1974年彭罗斯提出了一种创新性的想法名叫铺砖法意思是用一种规则的图形在适当的重复铺排下能够填满任意的整个空间数学家们知道可以用三角形、正方形和正六边形经过适当的重复填满给定空间的全部范围例如用正六边形构成一个蜂巢然而将三个正五边形的三个边放在一起时就必然会留下一个缺口研究晶体的科学家们都知道几乎没有呈五重对称的晶体结构彭罗斯发明了一种新的铺砌方法他首先将两个菱形组合成一个规则的平行四边形然后将平行四边形的对角线按照黄金比率进行分割这样菱形思维都没有被原样重复改造之后整个平面能够被填满这种铺砌几乎能够达到完美的五重对称彭罗斯铺砖法起初仅仅是一些数学专栏中的趣味话题比如由马丁·加德纳在《科学美国人》上主持的数学专栏然而在1984年以色列的结晶测绘专家丹尼·斯库其曼( Dany Schechtman)和他的同事们(在美国国家标准局工作)在快速冷却的铝锰合金结晶的过程中发现了五重对称结构这种准晶体结构的结晶物是彭罗斯砖理论有效性的有力证据它也大大地激发了科学家们对其进行进一步研究的科学兴趣.这是一个车轮是用十边形经过彭罗斯铺砌而成的十边形上每个顶点都被它周围的十边形围绕着20世纪80年代末彭罗斯进入了一个完全不同的研究领域——关于人类意识的物理本质许多物理学家和生物学家都力图避开这类问题尽管他们很难真正逃离这些问题1989年彭罗斯出版了一本书名叫《皇帝的新脑》他说意识……是一个奇迹它让人们能够真正理解宇宙为何存在数十年前量子物理学家们比如埃尔温·薛定谔已经证明任何观察者都无法从其描述的世界中独立出来观察者的角色对于现实描述来说是十分重要的但是在观察过程中心智活动的背后隐藏着怎样的物理过程呢在20世纪80年代的时候有一个科学领域的研究者们认为他们已经有了关于上述问题的解答人工智能的研究者们比如约翰·麦卡锡John McCarthy和马文·明斯基 Marvin Minsky认为只要通过适当的计算机程序和运算法则超级计算机就有能力复制出人类的大脑从原则上来说在未来技术发展到一定程度的时候人类比如一个数学家和计算机在解决问题方面并不会有十分显著的差异然而彭罗斯的观点与之相反他在《皇帝的新脑》一书中声称人工智能学者们的观点从根本上来说是错误的他指出哥德尔早就证明不可能存在一个完备的公理系统……能够通过数学法则推演出所有的数学真理这就是说理解数学真理的过程本身就涉及许多超越数学系统的自身限度彭罗斯认为大脑总是能够把数学真理看成一个适当的整体而不是简单地应用一系列运算法则得出一个最终的结论彭罗斯的观点像是古希腊大哲学家柏拉图的思想的现代回响尽管现代许多人们都认为可以通过数学来抽象化或理想化地表征现实世界然而柏拉图早就指出我们知觉到现实是不完美的现实不过是对完美数学真理的扭曲反应和柏拉图一样彭罗斯认为人类之所以能够知觉到数学真理是因为人类大脑的真正结构正好反映了这种真理如果大脑运动完全不同于计算机那么它运作的基础和机制是怎样的呢1994年彭罗斯出版了一本书名叫《大脑的隐秘》彭罗斯试图说明大脑是如何以一种整体的非线性的方式思考的传统的计算机甚至现在的多处理器并行计算机都是按照线性过程进行操作的每个记忆单元仅仅和一个或两个其他单元相连而对于大脑来说数以万亿计的神经元和它周围的邻居们有数百条不同的链接路径人工智能的研究者们认为人脑和现有的电脑之间的差别主要在复杂性方面而这些是可以被攻克的一方面可以在计算机上模拟人脑的链接模式现在被称作神经网络另一方面可以运用更加高效的处理器和更有效的运算逻辑规则或许这还需要一个巨大的数据库以便能够存储一个人比如一个五岁的孩子对于这个世界的所有知识然而彭罗斯认为在人脑的结构和发生在量子水平上各种效应之间定存在着某种联系如果真是这样那么人脑就像一台量子计算机它们都是在整体水平上发挥作用研究者们已经可以开始设计量子计算机和传统计算机储存方式在某个时刻点只能保存一个数据不一样量子计算机的每个存储单元能够同时储存多个量子比特因为任何一个细小的神经元事实上都远远大于量子物理学家们研究的亚原子粒子所以许多科学家都不相信量子效应对人脑操作的研究有什么显著意义然而彭罗斯主要关注神经元中的微导管结构他和医学专家斯图尔特·汉莫洛夫( Stuart Hameroff)一道试图建立一个量子相容模型以便能够应用到相对较大的结构保证大脑能够同时维持多种状态彭罗斯曾获得了许多显赫的科学荣誉1972年入选伦敦皇家学会会员1988年他和斯蒂芬·霍金分享了沃尔夫物理学奖1990年他获得了艾尔伯特·爱因斯坦奖章以奖励他在相对论方面作出的杰出贡献1991年他获得了伦敦数学学会颁发的内勒奖1994年彭罗斯被伊丽莎白二世封为罗杰爵士2004年获得了该学会颁发的德·摩根奖章而在刚刚他又获得了诺贝尔物理学奖伦敦数学学会在记述他时引用他的一系列重要的贡献中其中包括了他在广义相对论、黑洞和扭曲理论等方面的创见以及他那独一无二的铺砌方法同时还有他对数学令人惊异的看法在自然世界在其最基本层次这里是指空间和时间的结构上的运行机制与复杂的数学理论之间有着非凡的一致性在他看来认为这一致性仅仅是我们设法让观测事实符合一套我们可以理解的理论框架的结果这种想法是没有道理的自然与复杂而优美的数学之间的这种一致性一直就在那儿时间上远远早于人类的出现或我们所知的宇宙间任何其他有意识的实体的出现.未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
