Zamknij oczy i spróbuj wyobrazić sobie nic.

Za późno. Istnieje prawdopodobieństwo, że już o czymś pomyślałeś: może o kolorze czarnym, albo o słowie “nic”, z których żadne nie jest niczym.

Zastanawianie się nad niczym można by uznać, w najlepszym razie, za formę medytacji, a w najgorszym za całkowitą stratę czasu. Albo byłoby, gdyby nie prosty fakt, że istnieje nierozwiązane pytanie w sercu fizyki, które wymaga przynajmniej jakiegoś rozważenia tej sprawy, lub jej braku: dlaczego istnieje coś (nasz wszechświat) zamiast niczego?

Nicość jest pojęciem tak zwodniczo prostym, że zamieszkuje dziwne skrzyżowanie nauki, filozofii i samego języka. Podobnie jak dziecko pytające “Dlaczego?” do granic absurdu, próba dotarcia do sedna tego problemu może być dość frustrująca, więc poprosiłem o pomoc fizyka i filozofa, aby dowiedzieć się, co – jeśli w ogóle – “nic” oznacza. Najwyraźniej jest to również frustrujące pytanie dla ekspertów.

Czym jest nic, według fizyki?

Sean Carroll jest fizykiem teoretycznym i kosmologiem w California Institute of Technology. Nicość była ostatnio przedmiotem jego zainteresowania, o ile odnosi się do czegoś.

W niedawnym wpisie na blogu, odcinku podcastu i rozdziale w Routledge Companion to the Philosophy of Physics, zatytułowanym “Why Is There Something, Rather Than Nothing?”. Carroll próbował odpowiedzieć na to pytanie w najprostszych możliwych słowach.

“Nauka i filozofia zajmują się pytaniem, jak rzeczy są i dlaczego są takie, jakie są. Wydaje się więc naturalne, że należy zrobić następny krok i zapytać, dlaczego rzeczy w ogóle są” – napisał w rozdziale. “Nasze doświadczenie świata, które jest ograniczone do niezwykle małego ułamka rzeczywistości, nie pozostawia nas dobrze przygotowanych do myślenia w odpowiedni sposób o kwestii jego istnienia.”

Prawdziwa nicość jest bardzo różna od po prostu “pustej przestrzeni”, nawet jeśli może to być użyteczna, codzienna definicja, Carroll powiedział mi podczas ostatniej rozmowy przez Skype.

“W kwantowej teorii pola, która naszym zdaniem jest naszym najlepszym sposobem opisania wszechświata, jaki mamy w tej chwili, pusta przestrzeń jest w pewnym sensie interesująca”, wyjaśnił. “Nawet jeśli jest tak pusta, jak to tylko możliwe, wciąż istnieją mechanizmy kwantowe, które znajdują się w stanie zerowej energii i nic nie robią. Ale można badać próżnię, jak to robi fizyka cząstek, i odkryć jej właściwości.

“Pusta przestrzeń jest bardzo interesującym miejscem we współczesnej fizyce; wiele się w niej dzieje, podczas gdy, gdyby nie było nic, nic by się nie działo”, powiedział.

“Prawdopodobnie lepiej jest myśleć o niczym jako braku nawet przestrzeni i czasu, a nie przestrzeni i czasu bez niczego w nich”

Stany kwantowe są funkcjami falowymi, które mierzą nieprzewidywalne poziomy energii atomów i cząstek z wysokim stopniem dokładności. System mechaniki kwantowej w swoim najniższym stanie energetycznym może wyglądać jak nic, nawet z matematycznego punktu widzenia, ale nadal będą tam maleńkie cząsteczki i energia odbijająca się wokół.

Czy to dziura w ziemi, czy ogromne połacie przestrzeni między ciałami niebieskimi, te “puste” przestrzenie są wypełnione czymś, co ma właściwości fizyczne. Ta próżnia nie jest niczym, przynajmniej jeśli chodzi o Carrolla i jego współczesnych.

Ale to tylko jeden sposób rozumienia tego problemu. Inny jest jeszcze bardziej zaginający umysł: brak czasoprzestrzeni w ogóle, “pustej” lub inaczej.

Czytaj dalej: The Best Science Stories to Read When You’re High

“Just truly nothingness-not a quantum theory vacuum-just the absence of anything,” Carroll said. “Biorąc pod uwagę, że jesteśmy w świecie post-general relativity, wiemy, że przestrzeń i czas nie są stałe i absolutne; są dynamiczne. Einstein powiedział, że przestrzeń i czas są wypaczone przez energię, więc prawdopodobnie lepiej jest myśleć o niczym jako o nieobecności nawet przestrzeni i czasu, niż o przestrzeni i czasie bez niczego w nich. Jest duża różnica między pustą przestrzenią a niczym.”

Choć ważne jest, aby pamiętać o tej definicji niczego, Carroll dodał, nie jest ona tak naprawdę przydatna w dziedzinie fizyki. “‘Coś’ jest interesujące; nicość jest interesująca tylko o tyle, o ile jest brakiem czegoś”, powiedział.

W ostatecznym rozrachunku, powiedział Carroll, nie traci snu nad pytaniem “Czym jest nic?”, nawet jeśli jest to fascynująca rzecz do przemyślenia.

“Myślę, że pytanie ‘Dlaczego istnieje raczej coś niż nic?’ jest interesujące, ale odpowiedź prawdopodobnie brzmi: ‘Tak po prostu jest'”, podsumował. “Prawdopodobnie nie ma nic głębszego niż to. To nie jest tak, że nic nie jest jakąś tajemniczą niewiadomą; to po prostu brak czegokolwiek. To wszystko, co jest do powiedzenia na ten temat. Nie ma nic więcej do nauczenia się o niczym. Wszystko, czego można się nauczyć, dotyczy czegoś.”

Czym jest nic, według filozofii?

Nauka nie ma monopolu na nic. Jim Holt jest filozofem, który pisał o szerokim wachlarzu tematów naukowych, od początków wszechświata po filozoficzną historię żartów. On również zajął się mechaniką kwantową i nicości w TED Talk zatytułowany “Dlaczego wszechświat istnieje?”

Dla Holta, czyste nic nie jest nie tylko zrozumiałe dla ludzkiego umysłu, ale opisywalne za pomocą filozoficznego rozumowania, co jest kolejnym doskonałym punktem wyjścia dla kogoś, kto zastanawia się nad tym pytaniem. Twierdzi on, że “nic” – nie pusta przestrzeń wypełniona niewidzialnymi rzeczami, jak zakłada fizyka kwantowa, ale dosłownie nic – może być łatwo opisane przy użyciu tylko logiki formalnej.

“Możesz spójnie opisać stan nicości; to jest łatwe do zrobienia,” Holt powiedział mi przez telefon. “Jest to stan, w którym wszystko nie jest samoidentyczne. Jeśli dla wszystkich x, x jest nierówne x; to zdanie w logice opisuje stan nicości. Nie pomaga wyobraźni, ale nie rodzi też sprzeczności. Może być prawdziwe tylko wtedy, gdy nic nie istnieje, bo jeśli coś istnieje, to równa się sobie. “

“Nigdy nie byłem w stanie zrozumieć nicości całkowicie, ale mogę zbliżyć się do niego, kiedy oglądam profesjonalny kręgle w telewizji”

Używanie rozumowania naukowego, aby zrozumieć, jak coś powstało z niczego, Holt twierdzi, jest fizyka próba odpowiedzi na metafizyczne pytanie. W szczególności, bierze pod uwagę kwantową teorię pola, która zakłada, że wszechświat mógł eksplodować z próżni kwantowej dzięki inflacji.

Teoria inflacji została początkowo zaproponowana jako rodzaj dodatku do teorii Wielkiego Wybuchu w latach 80-tych. Twierdzi ona, że kosmiczna inflacja pchnęła wszechświat od skali kwantowej do astronomicznie ogromnej w bardzo krótkim czasie (między 10-35 sekund a 10-33 sekund po Wielkim Wybuchu), dając początek skali i strukturze wszechświata, w którym teraz żyjemy.

Ale jeśli wszechświat powstał z niczego, zgodnie z zestawem praw fizycznych, to skąd te prawa się wzięły? Czy istniały one przed wszechświatem? Jeśli tak, to czy nie oznaczałoby to, że wszechświat nie powstał z niczego? “, prawa kwantowej teorii pola mogą przywołać świat do istnienia z otchłani, więc są to bardzo tajemnicze byty. Ale są one nadal byty. Nie są niczym”, powiedział mi Holt.

Read More: OK, WTF jest kryształ czasu?

Więc, co jest niczym wtedy? Według Holta, nawet jeśli nie możemy opisać jego właściwości – lub nawet wyobrazić sobie to – to jest wyobrażalnie sposób rzeczy could have turned out.

“Nic jest najprostszy możliwy sposób, że rzeczywistość może okazać się; to jest najmniej arbitralne, ponieważ wyklucza wszystko,” Holt powiedział. “Gdy weźmiesz to na poważnie, zaczynasz myśleć: ‘Tak właśnie powinno być; dlaczego powinno być raczej coś niż nic?’. Nie tylko jest coś, ale jest bardzo szczególny rodzaj czegoś, co widzimy wokół nas.”

Jeśli cokolwiek, nic nie jest zaproszeniem do rozważenia tego, co istnieje – co jest czymś, aby być pewnym. Nic, dla całej swojej nicości, jest jednym z najbardziej mięsistych intelektualnych kąsków dla nas do żucia na.

“To interesująca mieszanka filozofii, nauki, analizy pojęciowej, i teologii, i decydując granice języka,” Holt powiedział, “Dla ludzi, którzy są ciekawi abstrakcyjnych spraw intelektualnych, to uczta.”

Nic tak naprawdę nie ma znaczenia

Nasze mózgi są okablowane, aby zrozumieć rzeczy jako dyskretne jednostki, ale to nie znaczy, że nie możemy owinąć nasze umysły wokół idei braku jakichkolwiek właściwości. W rzeczywistości, robienie tego może stworzyć bardziej zniuansowane uznanie wszechświata.

“Myślę, że zrozumiałe,” powiedział Carroll. “Nie sądzimy, że wszechświat ma krawędź w przestrzeni, ale mógł mieć początek – nie wiemy tego na pewno, ale jest to z pewnością prawdopodobne. Je±li jest chwila, a po niej jest co±, to po drugiej stronie nie ma nic. Kusi cię, by powiedzieć: “Przed tą chwilą nie było nic”. Ale lepiej powiedzieć, ‘Nie ma czegoś takiego jak przed tym momentem’.”

Holt powiedział, że nic może być zrozumiałe przez logikę, ale prawdopodobnie nie będzie w stanie go zwizualizować, chyba że masz abonament sportowy kablówki. “Nigdy nie byłem w stanie zrozumieć nicości całkowicie, ale mogę się do niej zbliżyć, kiedy oglądam profesjonalne kręgle w telewizji,” zażartował.

To odniesienie do kręgli może nie mieć żadnej naukowej lub filozoficznej ważności, ale ilustruje absurdalność prób zrozumienia tego, co z konieczności nie może istnieć. Mimo to, przynajmniej zadawanie tak absurdalnego pytania jak “Czym jest nic?” przypomina nam, że zawsze będą istniały idee na granicy ludzkiego zrozumienia i wyzywający ludzie gotowi stawić czoła temu absurdowi i kopać głębiej.

“Jestem otwarty na lepsze odpowiedzi”, mówi Carroll. “Satysfakcja jest czymś, na co możemy mieć nadzieję, ale nie wymagać, kiedy mówimy o wszechświecie. To do nas, jako gatunku, należy kultywowanie intelektualnej dojrzałości, aby zaakceptować, że niektóre pytania nie mają rodzajów odpowiedzi, które są zaprojektowane tak, abyśmy czuli się usatysfakcjonowani.”

Więc, czego się tutaj nauczyliśmy? Miejmy nadzieję, że coś.

Uzyskaj sześć naszych ulubionych historii Motherboard codziennie zapisując się do naszego newslettera.