# Кот Шрёдингера, фильм «Семь» и кубиты: Нил Деграсс Тайсон объясняет основы квантовой физики Источник: https://www.youtube.com/watch?v=keiFzYJbfdw Канал: StarTalk Опубликовано: 31.05.2022 --- В новом выпуске программы StarTalk знаменитый астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его постоянный соведущий, комик Чак Найс, разбирают одну из самых популярных научных метафор в массовой культуре — кота Шрёдингера. Разговор перерастает из обсуждения старой шутки в глубокий экскурс по квантовой механике, развенчивая мифы о влиянии человеческого сознания на реальность и объясняя, почему 1920-е годы стали важнейшим десятилетием в истории науки. ## 🔦 Эффект наблюдателя: при чём здесь сознание? [[JUMP:01:30]] Тайсон начинает с уточнения терминологии: то, что в массовой культуре называют «эффектом наблюдателя», в научной среде правильнее называть «эффектом измерения» [01:42]. По мнению астрофизика, термин «наблюдатель» сыграл злую шутку, позволив людям, далеким от науки, интерпретировать квантовую физику через призму мистики. * **Миф о сознании:** Тайсон утверждает, что сторонники идей «New Age» ошибочно полагают, будто само человеческое сознание способно менять физическую реальность [01:54]. * **Физическая суть:** На самом деле, чтобы «увидеть» объект, на него нужно направить свет (фотоны). Каждый фотон несет энергию [02:49]. * **Масштаб имеет значение:** В макромире свет, отражающийся от лица человека, не обладает достаточной энергией, чтобы сдвинуть его с места. Однако в квантовом мире, если частица достаточно мала, столкновение с фотоном буквально «выбивает» её в другое состояние или местоположение [05:06]. Тайсон подчеркивает: мы никогда не узнаем, что делала частица до того, как мы на неё «посмотрели», потому что сам процесс измерения (воздействие светом или прибором) необратимо меняет её состояние [05:58]. Таким образом, разум человека здесь ни при чём — это чисто механический процесс взаимодействия материи и энергии [06:36]. ## 🧊 Альбедо и климатический юмор [[JUMP:03:13]] В ходе обсуждения света Чак Найс и Нил Деграсс Тайсон коснулись темы поглощения энергии разными поверхностями. Тайсон ввел понятие «альбедо» — это показатель отражательной способности поверхности [03:27]. Ключевые факты об альбедо: * **Механизм:** Темная кожа или поверхности поглощают больше солнечного света, в то время как светлые — отражают [03:40]. * **Климат:** Глобальное потепление напрямую связано с альбедо Земли. Океаны поглощают энергию, а ледники и облака отражают её обратно в космос [03:52]. Чак Найс в шутку предложил радикальное решение климатического кризиса: собрать всех светлокожих людей в одном месте, чтобы они загорали и отражали солнечные лучи обратно, либо заставить всё человечество носить исключительно белую одежду [04:06]. Тайсон, посмеявшись, подтвердил, что с точки зрения физики увеличение отражательной способности планеты действительно способно её охладить [04:35]. ## 📦 «Что в коробке?»: от Шрёдингера до фильма «Семь» [[JUMP:06:50]] Переходя непосредственно к Эрвину Шрёдингеру, Тайсон отмечает, что этот австрийский физик, как и многие его современники, был лауреатом Нобелевской премии и внес фундаментальный вклад в квантовую механику [00:52]. Знаменитый мысленный эксперимент с котом описывается следующим образом: 1. Кот помещается в коробку с устройством, содержащим радиоактивное вещество. 2. Если происходит распад атома, срабатывает механизм, убивающий животное. 3. Согласно квантовой логике, пока коробка закрыта и мы не провели измерение, кот находится в состоянии **суперпозиции** — он одновременно и жив, и мертв [08:08]. Чак Найс провел неожиданную и мрачную аналогию с финалом фильма «Семь» [09:39]. Он сравнил неопределенность состояния кота в коробке с моментом, когда герой Брэда Питта не знает, что находится в посылке, присланной серийным убийцей. Тайсон назвал это сравнение «самым жутким в истории», отметив, что Шрёдингер использовал кота лишь потому, что в те времена к домашним животным относились проще, а коты идеально подходили по размеру для воображаемой коробки [07:16]. В качестве более нейтральной альтернативы Тайсон предложил использовать «квантовую монету»: пока она вращается, она является и «орлом», и «решкой» одновременно, представляя собой поле вероятностей [13:08]. ## 💻 Квантовые вычисления и кубиты [[JUMP:10:47]] Принципы суперпозиции, лежащие в основе эксперимента с котом, сегодня находят практическое применение в разработке квантовых компьютеров. Тайсон объяснил разницу между классическим и квантовым битом: * **Обычный бит:** Может принимать только два значения — 0 или 1 [11:00]. * **Кубит (qubit):** Может быть нулем, единицей или любым промежуточным состоянием одновременно (например, 80% единицы и 20% нуля) [11:12]. По словам Тайсона, эта «вычислительная универсальность» позволяет квантовым компьютерам обрабатывать данные гораздо эффективнее, чем традиционные системы, поскольку они оперируют не жесткими состояниями, а непрерывным континуумом вероятностей [11:39]. ## 🌌 Призраки квантового мира: туннелирование и запутанность [[JUMP:14:27]] Разговор зашел и о более странных явлениях квантового мира, которые кажутся невозможными с точки зрения классической физики: * **Квантовое туннелирование:** Вероятностная волна частицы может выходить за пределы «коробки». Это означает, что частица может мгновенно исчезнуть внутри закрытого пространства и появиться снаружи [14:40]. Тайсон подчеркивает, что это происходит быстрее скорости света [15:08]. * **Квантовая запутанность:** Состояние, при котором две частицы связаны таким образом, что изменение одной мгновенно отражается на другой, на каком бы расстоянии они ни находились друг от друга [15:08]. ## ⏳ Революционные 1920-е: золотой век физики [[JUMP:15:33]] Тайсон называет 1920-е годы «водораздельным десятилетием» в истории науки. Именно тогда произошел колоссальный прорыв в понимании масштабов Вселенной и микромира: * **Эдвин Хаббл:** Доказал, что Млечный Путь — не единственная галактика, обнаружив другие «островные вселенные», такие как Андромеда [15:33]. * **Расширение Вселенной:** В 1929 году Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется, что легло в основу теории Большого взрыва [15:47]. * **Квантовая революция:** Основные законы квантовой физики были сформулированы именно в этот период [16:00]. Тайсон с восхищением отмечает, что все эти математические расчеты проводились задолго до появления электронных калькуляторов [16:29]. В завершение он поделился личной историей о том, как в юности он и его друзья- «гики» завороженно рассматривали первый научный калькулятор Texas Instruments, у которого даже не было номера модели — настолько новой была эта технология [16:43].