# Астрофизики Чарльз Лю и Нил Деграсс Тайсон о квантовых кубитах, свободе воли и инопланетянах-захватчиках

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=9BUm8AYynoc
Канал: StarTalk
Опубликовано: 11.09.2025

---

В новом выпуске специального издания StarTalk Нил Деграсс Тайсон и астрофизик Чарльз Лю разбирают сложные вопросы квантовой механики, теории относительности и внеземной жизни. Участники обсуждают, как многомерность пространства может объяснять квантовую запутанность, почему наше ощущение «свободы воли» может быть иллюзией и чем опасны так называемые «экспансивные инопланетяне».

## 🌌 Квантовый мир и высшие измерения
[[JUMP:03:57]]

Обсуждение началось с вопроса о том, могут ли квантовые частицы быть связаны в пространстве более высокой размерности, из-за чего в нашем трехмерном мире они кажутся разделенными. Нил Деграсс Тайсон привел аналогию с «Флатландией» (двумерным миром): если через плоский мир пропустить обычную сферу, его жители увидят сначала точку, затем расширяющийся и сужающийся круг [05:16]. Для них это выглядело бы как магическое квантовое явление, тогда как в трех измерениях это простейший процесс [05:44].

Чарльз Лю подтвердил, что подобные идеи уже лежат в основе современной физики:

*   **Теория струн:** предполагает, что каждая частица имеет дополнительные измерения [06:11].
*   **Взаимодействия:** то, что мы воспринимаем как странное поведение частиц, может быть результатом их контактов в измерениях, к которым у нас нет прямого доступа [06:24].
*   **Проблема фальсифицируемости:** по словам Чарльза Лю, главной сложностью остается невозможность провести эксперимент для проверки этих измерений [06:49].

Ученые сослались на принцип «Бритвы Оккама». Чарльз Лю процитировал Уильяма Оккама: «Множественность не следует постулировать без необходимости» [07:43]. В физике это означает, что чем проще теория и чем меньше в ней «лишних деталей», тем выше вероятность её истинности [07:17].

## 🔗 Загадка квантовой запутанности
[[JUMP:09:55]]

Квантовая запутанность остается одним из самых труднообъяснимых явлений. Традиционная «классическая» интуиция подсказывает, что для взаимодействия двух объектов между ними должен происходить обмен энергией или частицами [11:13]. Однако в квантовом мире это не так.

Чарльз Лю предложил рассматривать две запутанные частицы как одну-единственную частицу, которая была «растянута» в пространстве [12:33]. Он сравнил это с «квантовой ириской» или карамелью: даже если частицы разделены огромным расстоянием, они остаются частями единого целого [13:00]. Нил Деграсс Тайсон добавил, что при измерении одной частицы мы мгновенно узнаем свойства другой, потому что они дополняют друг друга [13:26].

## 🧠 Свобода воли сквозь призму физики
[[JUMP:14:58]]

Один из слушателей предположил, что сознание и свобода воли могут быть связаны со способностью частиц «выбирать» свое состояние на основе вероятности. Однако Чарльз Лю выразил сомнение в такой интерпретации. По его мнению, термин «решение» в контексте частиц обманчив, так как результат может быть предопределен законами вероятности, а не «намерением» [15:38].

В дискуссии были упомянуты нейробиологические эксперименты:

1.  Ученые вживляли зонды в мозг подопытных и стимулировали определенные зоны [18:05].
2.  Сигнал заставлял человека встать, но когда его спрашивали о причине, он постфактум придумывал логическое объяснение (например, «я встал попить воды») [18:19].
3.  Это наводит на мысль, что мозг генерирует ощущение «свободного выбора» уже после того, как решение было принято на уровне физиологических сигналов [18:32].

Также Чарльз Лю напомнил о принципе неопределенности Гейзенберга. Вопреки расхожему мнению, он не просто говорит о «незнании», а устанавливает фундаментальный предел точности любых измерений: сам акт наблюдения меняет состояние частицы [19:23].

## 💻 Что такое кубит и как он работает
[[JUMP:20:52]]

Чарльз Лю, автор книги «The Handy Quantum Physics Answer Book», объяснил разницу между обычным битом и квантовым кубитом [21:20].

*   **Классический бит:** это единица информации, которая может находиться только в двух состояниях — 0 или 1 (черное или белое, включено или выключено) [22:52].
*   **Кубит:** это тоже информация, но до момента измерения он не имеет фиксированного значения [24:10]. Он существует в суперпозиции — некоем промежуточном состоянии между 0 и 1 [25:04].

По словам астрофизика, преимущество кубитов в том, что в процессе «оседания» (settling) в конечное состояние они могут выполнять вычисления, недоступные классическим компьютерам [25:32]. Это создает угрозу современному шифрованию, так как квантовый компьютер способен перебирать варианты взлома кода практически мгновенно [27:18].

## 🍎 Масса, время и бесконечная скорость света
[[JUMP:28:04]]

Слушатели поинтересовались, существует ли «предел массы», при котором время останавливается, аналогично пределу скорости света. Чарльз Лю пояснил, что предела массы как такового нет, но есть предел плотности — радиус Шварцшильда [29:18]. Если в определенный объем поместить слишком много массы, образуется черная дыра, за горизонтом событий которой время для внешнего наблюдателя фактически замирает [30:27].

Другой гипотетический сценарий — вселенная, где свет движется с бесконечной скоростью [31:06]. Нил Деграсс Тайсон отметил, что в таком случае человечество никогда бы не узнало историю Вселенной: мы видим далекие галактики такими, какими они были миллиарды лет назад, только благодаря задержке света [31:32].

Чарльз Лю добавил, что в такой Вселенной никогда бы не наступала ночь:

*   Свет от каждой звезды в бесконечной Вселенной достигал бы Земли мгновенно [33:51].
*   Небо во всех точках было бы ослепительно ярким [34:04].
*   Понятие одновременности стало бы абсолютным, а теории Эйнштейна потеряли бы смысл [36:15].

## 🛰️ Релятивистские поправки в GPS
[[JUMP:36:59]]

Нил Деграсс Тайсон напомнил о практическом применении теории относительности в повседневной жизни. Спутники GPS находятся в более слабом гравитационном поле Земли, чем мы, из-за чего их время идет быстрее [39:44]. С другой стороны, их высокая скорость на орбите заставляет время замедляться [40:00].

В итоге гравитационный эффект оказывается сильнее, и время на спутниках идет с опережением. Если бы компьютеры GPS не вносили корректировки в соответствии с формулами Эйнштейна, геолокация в смартфонах начала бы выдавать ошибки уже через несколько минут [40:12].

## 👾 Теория «экспансивных инопланетян» (Grabby Aliens)
[[JUMP:42:00]]

В финале программы участники обсудили гипотезу «Grabby Aliens» (дословно — «захватывающие» или «жадные» инопланетяне). Этот термин был предложен, чтобы описать цивилизации, которые стремятся к постоянному расширению и поглощению ресурсов, не наделяя их при этом человеческими понятиями морали или этики [42:31].

Основные тезисы обсуждения:

*   **Колонизация:** по мнению Чарльза Лю, если мы встретим такую цивилизацию, между моментом их обнаружения и их прибытием для захвата ресурсов пройдет совсем мало времени [44:14].
*   **Дилемма выживания:** должны ли мы сами стать «экспансивными», чтобы доминировать в космосе, или нам следует «сидеть тихо», чтобы нас не заметили? [44:28]
*   **Сравнение с «Темным лесом»:** в книге Лю Цысиня «Задача трех тел» описана схожая концепция, где цивилизации уничтожают друг друга превентивно, воспринимая любого соседа как угрозу [45:24].
*   **Историческая аналогия:** Нил Деграсс Тайсон предположил, что модель «экспансивных инопланетян» нестабильна. Подобно европейской колонизации Земли, такие цивилизации неизбежно начнут воевать друг с другом за ограниченные ресурсы и в конечном итоге саморазрушатся [48:33].