罗杰·彭罗斯|《纪念碑谷》和《盗梦空间》，都得感谢本次诺奖得主彭罗斯
罗杰·彭罗斯（Roger Penrose） ， 2020年诺贝尔奖物理学奖获得者 ， 是英国当代很有影响力的数学家和物理学家 。 这也可能是你第一次听说他的名字——但你一定早就知道过他的代表成就（之一）！
《盗梦空间》看过不？《纪念碑谷》玩过没？这个三角形总看过的吧！这叫“彭罗斯三角” ， 是所有不可能图形中最基础、最著名的一个 。
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这是《纪念碑谷 》的经典场景：简单的旋转 ， 让不可能的路线变为可能 。
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在经典电影《盗梦空间》中 ， 曾两次出现了“彭罗斯楼梯”的场景：一次是在迪卡普里奥给后来成为“造梦师”的佩奇讲解如何造梦的谈话中；另一次是在第二层梦境中 ， 迪卡普里奥的助手列维特逃跑过程中突然发现无路可退 ， 来到了不住往复的死循环 。
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彭罗斯楼梯
彭罗斯的这两项成果 ， 与他的父亲莱纳昂·彭罗斯（Lionel Penrose）分不开 。 老彭罗斯也是相当有名气的科学家 ， 以在唐氏综合症等遗传病方面的研究贡献而著称 。
罗杰有一次回答美国《发现》杂志的采访时 ， 回忆起童年时父亲对自己的言传身教：他常会给自己的孩子和孙子出谜题和做玩具 ， 启发他们的动手能力 ， 还修建了一间小木工棚 。 有一次 ， 父亲做了12块不同的木楔 ， 然后给出了组合规则 ， 让罗杰和兄弟们用各种复杂的方式把这些形状各异的木楔组合起来 。 这种训练很大程度上启发了他成年以后对空间几何的思考 。
【罗杰·彭罗斯|《纪念碑谷》和《盗梦空间》，都得感谢本次诺奖得主彭罗斯】
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老彭罗斯和妻子带着某个孩子丨Science Photo Library Art
“彭罗斯楼梯”就是父子俩一次双剑合璧的创造成果 。 20世纪50年代 ， 罗杰在剑桥读研究生 ， 期间去阿姆斯特丹参加国际数学家大会 ， 从一个演讲者那里看到了埃舍尔（M.C.Escher）的画作 ， 被那些不可能出现于现实的诡异画面所深深吸引 ， 后来特地去看了埃舍尔的展览 。
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埃舍尔的代表作之一
回到英国之后 ， 罗杰自己也尝试着画出了一些奇怪荒诞的几何结构 ， 与此同时老彭罗斯也被打动 ， 和儿子一起创造了一批不可能存在的建筑物与其他图形 ， 他们联手将这些图形发表在了心理学杂志上 ， 并把论文寄给了埃舍尔 。
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俯视的彭罗斯楼梯丨论文插图
有意思的是 ， 埃舍尔后来也根据彭罗斯父子的东西作出了《上与下》和《瀑布》 。 在《上与下》中 ， 僧侣们绕着不可能的“彭罗斯楼梯”一圈一圈地转 ， 也是《盗梦空间》中两个场景的灵感来源 。
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《上与下》丨埃舍尔
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《瀑布》丨埃舍尔
《瀑布》的本质就是两个彭罗斯三角叠加 ， 它偷偷藏在了《纪念碑谷 2》里面 。
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彭罗斯双三角与《纪念碑谷 2》中第十一章场景对比 。
罗杰与埃舍尔有过一面之缘 ， 在短暂的相见中他教埃舍尔如何拼一个以简单图案组装的拼块 ， 启发了后者生平最后一件作品《幽灵》 ， 也是一段佳话 。
彭罗斯也是建筑界响当当的名字 ， 因为他发明的“彭罗斯瓷砖”改变了装潢艺术 。
风筝和飞镖是他设计出的两种图案 。 如下图所示 ， 风筝和飞镖必须角与角连接在一起 ， 它们能以无规律性可言的方式在平面上反复拼接 ， 可以延伸到无限大的空间 ， 各个片区的图案也许毫不相同 ， 产生出不可思议的变幻 。
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“彭罗斯瓷砖”最初的价值更多体现于实用美学 ， 但后来人们终于发觉 ， 这种镶嵌的三维形式正是物质的新形态基元 ， 现代晶体学所热衷于探讨的“准晶体”便需要借助于“彭罗斯点阵”的思想方法来构造 。
BTW ， “准晶体”在2011年得了诺奖化学奖 。
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彭罗斯站在彭罗斯瓷砖上
作者：Ent ， 庄小哥
编辑：Luna
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彭罗斯是学霸一家：亲爹是遗传学家、数学家 ， 兄妹分别是国际象棋大师、遗传学家和数学家 ， 连继父都是图灵的导师……精彩故事尽在头条 。
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