# Профессор Брайан Грин: «Без квантовой физики не существовало бы половины мирового ВВП»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=NANNXXo2RCw
Канал: StarTalk
Опубликовано: 10.06.2025

---

В 1920-е годы человечество пережило величайшую интеллектуальную революцию, навсегда изменившую масштаб нашего мировосприятия и технологический уклад. В специальном выпуске StarTalk физики-теоретики Брайан Грин и Джанна Левин вместе с комедиантом Хасаном Минхаджем обсуждают, как сто лет назад ученые открыли расширение Вселенной и парадоксальные законы микромира, которые сегодня обеспечивают работу всей цифровой экономики.

## 🌌 Великие дебаты: как мы узнали масштаб Вселенной
[[JUMP:06:52]]

Всего сто лет назад научное сообщество всерьез полагало, что Млечный Путь — это и есть вся Вселенная [07:19]. Туманные объекты на небе называли просто «небулами» (от латинского «туман»), считая их «космическим мусором» внутри нашей галактики [07:45]. 

Ключевые события «Великого спора» 1920 года:

*   **Участники:** Хибер Д. Кертис (директор обсерватории Аллегейни) против Харлоу Шепли (будущего директора обсерватории Гарвардского колледжа) [08:23].
*   **Предмет спора:** являются ли спиральные туманности далекими «островными вселенными» (термин Иммануила Канта) или мелкими объектами поблизости [09:03].
*   **Ошибка Шепли:** он опирался на неверные данные коллеги, который якобы зафиксировал движение туманностей на небе. Шепли полагал: если мы видим движение, значит, объект близко (как птица по сравнению с самолетом) [11:43]. Позже выяснилось, что данные были ошибочными, и туманности неподвижны относительно звезд фона [12:26].

Точку в споре поставил Эдвин Хаббл в 1923 году [12:40]. Используя 2,5-метровый телескоп Хокера, он обнаружил в туманности Андромеды цефеиду — переменную звезду с предсказуемой светимостью [15:07]. 

Метод «стандартных свечей», разработанный Генриеттой Ливитт:

1.  Существует прямая связь между периодом пульсации цефеиды и её истинной яркостью [15:45].
2.  Зная истинную яркость и сравнивая её с видимой, можно точно вычислить расстояние.
3.  Расчеты Хаббла показали, что Андромеда находится в 900 000 световых лет от нас (современная уточненная цифра — 2,5 млн световых лет) [19:03].

Это доказало: наша галактика — лишь одна из миллиардов. Однако, как отмечает Нил Деграсс Тайсон, Хаббл был настолько консервативен, что долгое время отказывался называть открытые им объекты «галактиками» или «островными вселенными» [19:18].

## 🎈 Расширение пространства и «ужасная физика» Леметра
[[JUMP:20:25]]

В 1929 году Хаббл сделал ещё более шокирующее открытие: галактики не просто существуют, они разлетаются от нас, причем чем дальше галактика, тем выше скорость её удаления [21:04]. 

Джанна Левин подчеркивает важный нюанс: это не галактики летят сквозь пустоту, а само пространство между ними растягивается [27:49]. Это открытие подтвердило предсказания Общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна, хотя сам автор поначалу в это не верил.

История противостояния идей:

*   **Космологическая постоянная:** В 1917 году Эйнштейн добавил в свои уравнения «антигравитационный» коэффициент, чтобы удержать Вселенную статичной, согласно своим философским убеждениям [26:21].
*   **Жорж Леметр:** Бельгийский священник и физик, который первым применил математику Эйнштейна ко всей Вселенной и предсказал её расширение [23:32].
*   **Реакция Эйнштейна:** Когда в 1927 году Леметр представил ему свои расчеты, Эйнштейн заявил: «Ваши вычисления верны, но ваша физика отвратительна» [26:46]. По мнению Брайана Грина, Эйнштейн считал это лишь математическим курьезом, не имеющим отношения к реальности.

Леметр пошел дальше и предположил, что если «отмотать» расширение назад, вся материя должна была быть сосредоточена в одной точке — «первобытном атоме» [30:51]. Это стало фундаментом теории Большого взрыва.

## 📏 Возраст Вселенной и «Хаббловская напряженность»
[[JUMP:33:54]]

Название «Большой взрыв» (Big Bang) иронично: его придумал астроном Фред Хойл в 1948 году в радиоинтервью BBC, чтобы высмеять теорию, которая ему не нравилась [33:54]. Хойл был сторонником «стационарной Вселенной», где материя постоянно создается в пустоте (один атом водорода на олимпийский бассейн в столетие), чтобы плотность оставалась неизменной [34:21].

Процесс уточнения возраста Вселенной:

*   Первые расчеты Хаббла давали цифру в **2 миллиарда лет**, что было ошибкой, так как он перепутал типы цефеид [36:22].
*   В годы обучения Нила Деграсса Тайсона ученые спорили между двумя лагерями: **10 млрд лет** и **20 млрд лет** [37:14].
*   Запуск телескопа «Хаббл» позволил сойтись на цифре **13,8 – 14 миллиардов лет** [41:34].

Сегодня в космологии существует «Хаббловская напряженность» (Hubble tension). По словам Джанны Левин, данные разных методов измерения (по реликтовому излучению и по сверхновым) расходятся примерно на 5% [42:04]. Несмотря на малую разницу, точность современных приборов такова, что их погрешности не пересекаются, что указывает на возможную ошибку в наших фундаментальных моделях.

## 🔬 Квантовая революция: мир как вероятность
[[JUMP:44:36]]

Когда Вселенная в расчетах сжимается до размеров атома, общая теория относительности перестает работать, выдавая бессмысленные «бесконечности» [46:08]. Здесь в игру вступает квантовая механика.

Ключевые принципы, сформулированные в 1920-х:

*   **Волновой дуализм (1923):** Луи де Бройль (принц по происхождению) в своей 12-страничной диссертации предположил, что электроны могут вести себя как волны [56:21]. За эту работу он получил Нобелевскую премию [57:00].
*   **Волновая функция Шрёдингера:** Эрвин Шрёдингер предложил математическое описание, где частица больше не является «бильярдным шаром», а представляет собой облако вероятностей [58:49]. 
*   **Принцип неопределенности Гейзенберга:** Вернер Гейзенберг доказал, что невозможно одновременно точно знать положение и скорость частицы. Как объясняет Брайан Грин, чтобы частица имела точное положение, её волна должна быть «пикообразной» (spiky), а для точной скорости — иметь определенную длину волны. Эти формы математически несовместимы [1:04:32].

### Квантовое туннелирование и жизнь Солнца
Нил Деграсс Тайсон приводит пример того, как квантовая физика спасла астрофизику [1:01:31]. Классические расчеты показывали, что для слияния протонов в ядре Солнца нужна температура **100 миллионов градусов**, но реальная температура там всего **15 миллионов** [1:02:40]. Согласно законам классической физики, Солнце не должно светить. Однако благодаря квантовому туннелированию протоны «просачиваются» сквозь энергетический барьер, несмотря на нехватку энергии, что делает возможным термоядерный синтез [1:03:00].

## 🎸 Теория струн и скрытые измерения
[[JUMP:1:10:25]]

Брайан Грин объясняет суть теории струн за 20 секунд: если раньше мы считали элементарные частицы точками, то теперь представляем их как крошечные вибрирующие волокна (струны) [1:10:38]. Эта модель позволяет ОТО и квантовой механике «мирно играть в одной песочнице», устраняя математические бесконечности [1:10:51].

Основные тезисы о структуре реальности:

*   **Многомерность:** Теория струн требует наличия 10 или 11 измерений [11:12]. 
*   **Темный сектор:** По мнению Джанны Левин, лишние измерения могут быть местом, где «прячется» темная энергия или темная материя [1:12:12]. 
*   **Многомировая интерпретация:** Хью Эверетт в 1957 году предположил, что при каждом квантовом измерении Вселенная расщепляется: в одной вы находите частицу здесь, в другой — там [1:09:06]. Брайан Грин подчеркивает, что это не фантазия, а прямой вывод из математики уравнения Шрёдингера, если принимать его буквально [1:09:31].

## 🏛️ Наука как фундамент цивилизации: космическая перспектива
[[JUMP:1:14:49]]

В финале дискуссии Нил Деграсс Тайсон подчеркивает прагматическую важность фундаментальных исследований. В 1920-е годы изучение атомов казалось абсолютно бесполезным занятием для обывателя или плотника [1:15:56]. 

Однако сегодня:

*   **Мировая экономика:** По утверждению Тайсона, создание, хранение и извлечение цифровой информации невозможно без использования квантовых эффектов. На этом держится почти половина мирового ВВП [1:17:30].
*   **Происхождение жизни:** Изучение звезд в сочетании с квантовой физикой показало, что углерод, азот и железо в наших телах были созданы внутри звезд, которые взорвались миллиарды лет назад [1:19:28].

По словам Тайсона, утверждение «нам нужно меньше науки» — это самое недальновидное, что может сказать человек, так как это «подрезает колени» будущим цивилизационным трансформациям [1:18:09]. Мы не просто живем во Вселенной — Вселенная живет внутри нас [1:20:07].