00:00 Гравитация как геометрия или сила?

• Споры о природе гравитации: геометрия или сила.
• Эйнштейн геометризовал гравитацию, создав общую теорию относительности.
• Теория гравитации Эйнштейна была завершена к концу 1915 года.

00:59 Принципы Эйнштейна

• Эйнштейн исходил из принципов, а не сразу придумал формулу.
• Принцип относительности: все законы природы одинаковы для всех наблюдателей.
• Принцип неразличимости гравитации и инерции.

02:31 Инерция и гравитация

• Инерция и гравитация ускоряют все объекты одинаково.
• Ньютон измерял равенство инертной и гравитационной массы.
• Эйнштейн возвел это равенство в принцип неразличимости инерции и гравитации.

05:19 Математический формализм

• Эйнштейн семь лет работал над математическим формализмом.
• С помощью Марселя Гроссмана он сформулировал уравнения.
• Уравнения описывают геометрию четырехмерного пространства-времени.

06:15 Пространство-время

• Пространство-время: три измерения плюс время.
• Пример с пауком на столе: движение развертывается вдоль оси времени.
• В пространство-время можно насажать числа, описывающие расстояния.

08:28 Гравитационное поле

• Гравитационное поле описывается десятью числами.
• Эти числа объясняют искажение расстояний в пространстве-времени.
• Гравитационное поле сложнее электрических и магнитных полей.

10:28 Геометрия пространства-времени

• Современная наука считает гравитацию геометрией пространства-времени.
• Описание сил в терминах геометрии пространства-времени.
• Гравитация описывается через искривление пространства-времени.

11:11 Общая теория относительности и геометрическая сила

• Общая теория относительности считается лучшей теорией гравитации.
• Геометрическая сила полностью зависит от геометрии пространства-времени.
• Добавляется постулат о движении тел в пространстве-времени.

11:54 Закон природы и искривление пространства

• Закон природы постулирует движение тел по кратчайшему пути.
• Материя искривляет пространство, а пространство определяет движение материи.
• Вопрос о причинно-следственной связи между материей и пространством.

12:59 Искривление пространства и числа

• Искривление пространства интерпретируется как изменение чисел, определяющих расстояние.
• Числа описывают фундаментальную реальность.
• Математика как способ описания реальности.

14:56 Четырехмерное пространство и время

• Четырехмерное пространство-время трудно представить.
• Мы мыслим о нем через двумерные или трехмерные аналогии.
• Числа работают как описание четырехмерного явления.

15:54 Черные дыры и геометрия

• Черные дыры проявляют геометрию пространства.
• Замедление времени на горизонте черной дыры связано с кривизной пространства.
• Пространство и время в черных дырах имеют свои особенности.

16:30 Гравитация и фундаментальные силы

• Гравитация универсальна и не имеет отрицательных зарядов.
• Гравитация побеждает в долгосрочной перспективе из-за своей терпеливости.
• Гравитация не может быть экранирована.

20:09 Метаморфоза звезд в черные дыры

• Звезды теряют равновесие из-за исчерпания ядерного топлива.
• Внешние оболочки звезд падают внутрь, вызывая взрыв сверхновой.
• Оставшаяся материя подвергается гравитационному сжатию, образуя черную дыру.

21:09 Геометрия и материя в черных дырах

• Черная дыра не имеет поверхности, только горизонт.
• Материя уступает место геометрии.
• Гравитация черной дыры не дает объектам выбраться.

22:08 Гравитация и гравитационные волны

• Гравитация считается самой могущественной из четырех фундаментальных сил.
• Гравитационные волны пронизывают все, их нельзя экранировать.
• Гравитационные волны приходят из мест, которые мы не можем видеть, и являются уникальным видом сигнала.

23:07 Пространство-время и уравнения Эйнштейна

• Гравитационные волны часто описывают как рябь на пространстве-времени.
• В уравнениях Эйнштейна нет понятия пространства, только тензор, влияющий на расстояния и время.
• Уравнения Эйнштейна описывают, как материя и геометрия взаимодействуют.

24:01 Бесконечность пространства и планковская длина

• Современная физика утверждает, что пространство бесконечно.
• Планковская длина составляет 10^-33 см, и на таких масштабах пространство теряет применимость.
• Ускорители помогают измерять очень малые расстояния, но на планковской длине это становится невозможным.

27:21 Квантовая природа гравитации

• Уравнения Эйнштейна должны быть заменены на что-то с квантовой природой на планковских масштабах.
• Для других полей, таких как электромагнитное, есть квантовые теории, но для гравитации их нет.
• На планковских масштабах уравнения Эйнштейна требуют серьезного пересмотра.

29:55 Планковское время и скорость света

• Планковское время — это время, за которое свет проходит планковскую длину.
• Скорость света универсальна и независима от гравитационных полей.
• Планковское время и длина связаны через скорость света.

31:41 Сравнение планковской длины с атомами

• Планковская длина значительно больше размера атома.
• Разница в размерах составляет 25 порядков.
• Планковская длина больше размера Земли и всей наблюдаемой вселенной.

33:09 Эксперименты на Большом адронном коллайдере

• На Большом адронном коллайдере не удалось достичь планковской длины.
• Эксперименты на коллайдере не позволяют измерить расстояния, близкие к планковской длине.

33:28 Измерение минимальных длин

• Минимальный размер, который можно измерить, составляет около 10^-19 метров.
• Большой адронный коллайдер позволяет измерять расстояния до этого уровня.
• Протоны состоят из кварков, и их взаимодействие случайно, что усложняет измерения.

34:18 Статистика и бозон Хиггса

• Для точного измерения требуется большая статистика на коллайдере.
• Бозон Хиггса рождается редко, примерно один раз на десять тысяч столкновений.
• Электроны и позитроны в ускорителях позволяют точнее измерять расстояния.

35:16 Гравитация и электромагнетизм

• Гравитация между электронами очень слаба по сравнению с электромагнитным взаимодействием.
• Электромагнитная сила сильнее гравитационной в 10^41 раз.
• Гравитация не играет значительной роли на уровне элементарных частиц.

36:31 Квантовая природа гравитации

• Гравитационное взаимодействие между телами можно измерить с высокой точностью.
• Эксперименты по измерению гравитационных волн могут помочь понять квантовую природу гравитации.
• Квантовые эффекты могут проявляться в гравитационном взаимодействии.

39:06 Петлевая квантовая гравитация

• Петлевая квантовая гравитация находится в зачаточном состоянии.
• Существуют разные взгляды на квантовую природу гравитации.
• Гравитация может быть эмерджентным свойством, а не фундаментальной силой.

42:04 Стохастическая гравитация

• Некоторые ученые предполагают, что гравитация может быть стохастической, но не квантовой.
• Внутренняя случайность в гравитации может влиять на квантовые процессы.
• Эксперименты по измерению квантового запутывания через гравитацию могут подтвердить или опровергнуть эту гипотезу.

44:14 Бозон Хиггса и его значение

• Открытие бозона Хиггса сыграло важную роль в понимании физики элементарных частиц.
• Бозон Хиггса назван «частицей Бога» за его фундаментальное значение в современной физике.

44:34 Год партикл и стандартная модель

• Год партикл изначально хотели назвать «год дам партикл».
• Стандартная модель включает три поля, кроме гравитации.
• Хорошая теория требует безмассовых переносчиков полей.

45:23 Проблемы с переносчиками слабого взаимодействия

• Переносчики слабого взаимодействия должны быть безмассовыми.
• Эксперименты показывают, что они массивные.
• Это несоответствие требует введения нового поля.

46:21 Поле Хиггса

• Поле Хиггса позволяет переносчикам слабого взаимодействия иметь массу.
• Это поле имеет странную зависимость энергии от амплитуды.
• Поле Хиггса было предложено тремя независимыми группами.

48:16 Подтверждение теории

• Бозон Хиггса был найден на коллайдере.
• Его масса соответствует ожиданиям.
• Это подтверждает абстрактные идеи о природе.

49:30 Поле Хиггса и масса материи

• Поле Хиггса придает материи массу через взаимодействие.
• Бозон Хиггса сам является массивной частицей.
• Поле Хиггса взаимодействует само с собой.

51:44 Многомировая интерпретация и поле Хиггса

• Поле Хиггса связано с ложным и истинным вакуумом.
• В ранней вселенной электромагнитные и слабые взаимодействия не различались.
• Вселенная оказалась в определенной части поля Хиггса.

54:12 Квантовая механика и радиоактивный распад

• Радиоактивный распад происходит из-за квантового эффекта туннелирования.
• Альфа-частица может протуннелировать сквозь стенки потенциальной ямы.
• Это случайный процесс, нарушающий закон сохранения энергии.

55:52 Туннелирование и потенциал Хиггса

• Возможность туннелирования через стенку с малой вероятностью.
• Форма потенциала Хиггса неизвестна, предположительно биквадратная парабола.
• Туннелирование может изменить состояние поля во вселенной.

56:49 Вакуум и бозон Хиггса

• Вакуумбазон Хиггса может изменить состояние поля.
• После большого взрыва произошло разделение единого взаимодействия на слабое и электромагнитное.
• Бозон Хиггса остается загадочной частицей.

57:17 Возможные состояния бозона Хиггса

• Бозон Хиггса может быть связан с другим фундаментальным полем.
• Для выяснения нужны очень точные эксперименты и большие ускорители.
• Мы хорошо понимаем часть мира, но есть еще много неизведанного.

58:55 Переохлажденная вода и фазовый переход

• Пример с переохлажденной водой: вода не замерзает при низких температурах.
• Фазовый переход во вселенной может произойти при космических масштабах событиях.
• Пример с водой иллюстрирует, как нарушение симметрии может вызвать фазовый переход.

01:01:05 Квантовая механика и интеграл по траекториям

• Интеграл по траекториям описывает вероятность движения частицы через множество щелей.
• Математический формализм интеграла по траекториям совпадает с решением уравнения Шредингера.
• Интеграл по траекториям позволяет суммировать все возможные пути частицы.

01:04:45 Применение интеграла по траекториям

• Интеграл по траекториям удобен для расчета вероятностей в квантовой механике.
• Иногда интеграл дает больше информации, чем решение квантовых уравнений.
• Туннелирование добавляет дополнительный вклад в интеграл по траекториям.

01:06:26 Туннелирование и инстантоны

• Туннелирование может иметь значение для структуры вселенной.
• Инстантоны вносят мощные вклады в интеграл по траекториям из-за туннелирования.
• Эти вклады обсуждаются и могут иметь значение для квантовой механики.

01:07:08 Фотон и вселенная

• Фотон, летящий от далекой звезды, побывал во всех точках вселенной.
• Вероятность его распространения можно посчитать, но число траекторий слишком велико.
• Для фотона нет расстояния и времени, он существует в одной точке, где вся вселенная находится.

01:08:22 Нелокальность и эксперимент с электроном

• Эксперимент с электроном в суперпозиции по спину.
• В лаборатории проводится измерение спина, волновая функция коллапсирует.
• Для наблюдателя за пределами лаборатории электрон остается в суперпозиции.

01:09:41 Парадокс Вигнера

• Парадокс Вигнера: для одного наблюдателя коллапс волновой функции происходит, для другого – нет.
• Лаборатория и наблюдатель воспринимаются как квантовая система.
• Факты в квантовой реальности могут быть не одинаковыми для всех.

01:11:01 Эксперимент Дэвида Дойча

• Дойч предложил гипотезу: если информация о результате измерения не может утечь, коллапс не происходит.
• Это подчеркивает, что факты в квантовой реальности могут различаться для разных наблюдателей.

01:12:46 Квантовая реальность и память

• Квантовое измерение может «отшибить память» ассистента.
• Вероятность измерения спина, который был измерен ранее, снижается до 50%.
• Это нарушает причинно-следственную связь в реальности.

01:15:01 Изоляция и суперпозиция

• Изоляция лаборатории от внешнего мира невозможна из-за множества внешних воздействий.
• Суперпозиция поддерживается только в изолированных системах.
• Макроскопические системы не могут поддерживать суперпозицию из-за взаимодействия со средой.

01:17:27 Время и квантовая реальность

• Время не является фундаментальным состоянием в квантовой механике.
• Прошлое и будущее не существуют в чистом виде, остаются только следы.
• Вигнер сделал вывод, что для коллапса волновой функции нужно сознание.

01:18:24 Опыт с фуллеренами

• Фуллерены — гигантские молекулы из 60 атомов углерода.
• При воздействии лазерного луча фуллерены начинают излучать энергию.
• В двухщелевом эксперименте излучение фуллеренов нарушает интерференционную картину.

01:19:22 Влияние излучения на интерференцию

• Излучение фуллеренов оседает на стенах лаборатории.
• Это излучение достаточно, чтобы изменить интерференционную картину.
• Теоретически можно определить, через какую щель прошел фуллерен.

01:20:43 Теория пан-психизма

• Теория пан-психизма предполагает, что сознание пронизывает всю материю.
• Ученые избегают дополнительных гипотез, чтобы не усложнять существующие теории.
• Квантовая механика уже включает множество гипотез.

01:22:13 Сознание и научные теории

• Сознание является продуктом нейронных взаимодействий.
• Научные теории также являются продуктом нейронных взаимодействий.
• Возникает вопрос, почему научные теории считаются истинными.

01:23:31 Парадокс научных теорий

• Научные законы, такие как закон Ньютона, описывают поведение объектов, не связанных с мозгом ученого.
• Простые физические законы часто оказываются эффективными.
• Нейронные связи, эволюционно заточенные для выживания, порождают сложные научные теории.

01:26:21 Мысли и нейронные сети

• Мысли являются продуктом возбуждения нейронных сетей.
• Мысли могут влиять на возбуждение нейронных сетей.
• Взаимодействие мыслей и нейронных сетей напоминает нелинейные теории.

01:28:19 Влияние мыслей на нейроны

• Мысли могут вызывать каскадные процессы в мозге.
• Болезни могут возникать из-за чрезмерного возбуждения нейронных сетей.
• Мысли не являются нематериальными, а являются возбуждением нейронных сетей.

01:29:40 Контейнер и пространство

• Контейнер не является неподвижной коробкой, а чем-то более тонким.
• Ему не нужна среда, но нужны координаты и трехмерное пространство.
• В четырехмерном и двумерном пространствах законы устроены иначе.

01:30:36 Нейронная сеть и мысли

• Аналогия между нейронной сетью мозга и электромагнитным полем.
• Мысли существуют благодаря нейронной сети, но не содержатся в самих нейронах.
• Осознание мыслей связано с ретроспекцией и самосознанием.

01:31:52 Самосознание и социальные связи

• Самосознание возникло из необходимости строить модели окружающих.
• Это помогало в социальных связях и предвидении реакций окружающих.
• Модель замкнулась на себя, что привело к самосознанию.

01:32:32 Влияние гравитации на мысли

• Гравитация слишком слаба, чтобы влиять на мысли.
• Мысли не меняются качественно при изменении гравитации.
• Возбуждение нейронных сетей имеет другой временной и энергетический характер.

01:34:41 Эмерджентные свойства воды

• Вода состоит из фундаментальных частиц, но обладает эмерджентными свойствами.
• Мокрость и вкус воды субъективны и зависят от большого количества воды.
• Физические свойства воды, такие как вязкость и температура кипения, выводятся из свойств молекул.

01:36:10 Сложность описания эмерджентных свойств

• Описание эмерджентных свойств сложнее, чем фундаментальных.
• Уникальные свойства воды, такие как плавучесть льда, зависят от сложных взаимодействий молекул.
• Квантовые компьютеры могли бы описать все свойства воды, но пока таких компьютеров нет.

01:38:17 Математика и субъективные свойства

• Математика эффективно описывает объективные свойства, но плохо формализует субъективные.
• Вкус воды субъективен и зависит от индивидуальных предпочтений и контекста.
• Объективные свойства, такие как вязкость и плотность, можно моделировать, но субъективные свойства сложно формализовать.

01:40:54 Математика и субъективные свойства

• Математика не может описать все субъективные свойства, такие как вкус воды, любовь и добро.
• Математика не является ключом ко всему мирозданию.
• Мир сложнее, чем математические модели.

01:41:46 Математика и логические связи

• Математика не претендует на описание всего существующего.
• Она помогает выявлять логические связи и избегать противоречий.
• Математика может моделировать различные части мира.

01:42:32 Логика и теорема Гёделя

• Логика пронизывает все, от нее нельзя скрыться.
• Теорема Гёделя утверждает, что существуют логически недоказуемые утверждения.
• Возможно, в нашем мозгу есть нечто невычислимое, не сводимое к математике.

01:43:42 Формализация и моделирование

• Математика напрашивается на моделирование мира, но некоторые системы плохо формализуемы.
• Трудности с математическим моделированием возникают раньше, чем мы достигнем формализуемых систем.

01:44:12 Уровни реальности и Бог

• Существуют квантовый уровень реальности и уровень, описываемый общей теорией относительности.
• Вопрос о близости этих уровней к Богу требует определения Бога.
• Без определения Бога невозможно ответить на этот вопрос.

01:46:29 Научный метод и существование Бога

• Научный метод требует сопоставимых терминов для рассуждений.
• Если Бог существует и влияет на вселенную, он должен быть частью вселенной.
• Рассуждения о существовании Бога становятся беспредметными, если он лишен контакта.

01:47:29 Предрассудки и наука

• У каждого человека есть предрассудки, которые не всегда можно доказать.
• Наука не может объяснить все аспекты мира, включая субъективные ощущения.
• Иногда знание о нервных импульсах может быть полезным.

01:49:18 Философский элемент в науке

• Многие великие ученые были также философами.
• На Западе доктор философии часто предшествует научной степени.
• В России философский элемент в науке может быть менее выражен.