Ничто. Ничего. Ноль. Пустое множество. Пустое пространство. Мы думаем о понятии Ничто как об отсутствии, пустоте. Но, что интересно, “ничто” часто оказывается источником. Чтобы создавать, нужно пустое пространство. Вам нужен ноль как связная основа для измерения. В теории космической инфляции вся Вселенная возникла, по сути, из ничего. Куда бы вы ни посмотрели, ничто кажется чем-то, так существует ли вообще то, что мы называем “ничто”?
Кажется, что Ничто не имеет формы. Некоторые из его описаний являются научными – ноль, вакуум, пустота. Многие из них концептуальные, например, метафизическая идея небытия или пустоты; или утилитарные, как “Под кроватью ничего не нет”. Могут ли все эти “ничего” быть одним и тем же, или “ничего” – это слово, которое мы используем для описания множества различных “чего-то”?
Рой Соренсон, философ, который писал о нескольких концептуальных головоломках, включая мыслительные эксперименты и парадоксы, в своей книге “Ничто: философская история” написал исследование того, как великие мыслители боролись с Ничто. Соренсон, которого однажды назвали “безумным шляпником философии”, перечисляет абсолютное ничто, научное ничто, потенциальное ничто и многое другое. Он сопоставляет каждую концепцию с философом или ученым, хотя часто вопрос, над которым они размышляют, заключается в том, как Ничто согласуется с религиозной доктриной. Исаак Ньютон, отмечает Соренсон, размышлял о том, является ли пустое пространство субстанцией или свойством.
“Субстанция, – пишет Соренсон, – должна быть способна воздействовать на любую другую субстанцию. Пустота не на что не действует…”. В конце концов, по его словам, Исаак Ньютон решил закрыть эту проблему, наполнив пространство эфиром.
Он отмечает, что Ничто – это модель для потенциала, место для Бога, чтобы создать вселенную, а также концом потенциала – бездна, завершение пути. Описывая, как воплощается Ничто, Соренсон отмечает:
“Дырки в губке – это отсутствие губки! Отверстия – это то, что делает губку полезной для поглощения жидкости. Губка может существовать без отверстий. Но дырки не могут “существовать” без губки. Дырки – это паразиты, которые зависят от своего хозяина”.
Но именно здесь все становится сложным, потому что это утверждение не всегда верно.
Число ноль не обозначает Ничто. Это буквально форма дыры. Но оно занимает уникальное и важное место в ряду чисел. Без него мы не могли бы выражать отрицательные числа, и многое во Вселенной не имело бы смысла. Черная дыра может быть местом рождения галактик: черная дыра в центре галактики Henize 2-10 создает звезды, а не поглощает их. А еще есть Ничто до Большого взрыва. “Энергия нулевой точки” – один из терминов, объясняющих энергию в состоянии вакуума; некоторые физики считают, что общее состояние вакуума во Вселенной – космологическая постоянная – равно нулю.
“Мы не живем во Вселенной, где материя плавает в пустом пространстве… мы живем во Вселенной энергетических полей, которые распространяются по всей Вселенной и взаимодействуют друг с другом, создавая в процессе всё, что мы видим”.
Когда речь идет о самом большом Ничто – бесконечной пустоте, смерти – кажется удивительным, что оно не вселяет ужас в наши сердца. Когда Уильям Шатнер в возрасте 90 лет отправился в космос, ожидая встретиться с “тайнами Вселенной”, вместо этого он обнаружил, что “там не было никакой тайны, никакого величественного благоговения… Все, что я видел, – это смерть. Я увидел холодную, темную, черную пустоту. Но она не была похожа ни на одну черноту, которую можно увидеть или почувствовать на Земле. Она была глубокой, обволакивающей, всеобъемлющей”.
Но в этом парадоксе “ничто” Шатнер на самом деле смотрел не на пустоту, а на вакуум, где в тот момент происходило многое, чего он просто не мог видеть.
Квантовое ничто
Квантовая теория поля – самая успешная теория во всей физике, потому что она необычайно точно предсказывает результаты бесчисленных типов экспериментов. Квантовая теория поля утверждает, что мы не живем во Вселенной, где материя плавает в пустом пространстве. Вместо этого мы живем во Вселенной энергетических полей, которые распространяются по всей Вселенной и взаимодействуют друг с другом, создавая в процессе всё, что мы видим. Фактически, мы являемся частью этих полей. Описывая их, некоторые физики называют эти поля текучими, как вода в бассейне. Другие сравнивают их с тепловым полем, распределенным по комнате, с разными уровнями энергии в разных точках.
Поля постоянно движутся благодаря квантовым флуктуациям – мгновенным изменениям энергии, подобным пульсации энергии в волне, когда что-то возбуждает частицы в поле. Например, электромагнит может вызвать изменение энергии в электромагнитном поле. Низкоэнергетическое состояние полей, состояние вакуума, по-прежнему изобилует движением, потому что пары положительных и отрицательных частиц постоянно заимствуют энергию у вакуума, появляются и снова исчезают, возвращая энергию вакууму. Они известны как “виртуальные частицы”.
Когда поле возбуждается или достигает более высокой энергетической точки, в нем возникают пульсации или волны, создающие элементарные частицы, которые не гасятся. Именно эти частицы, которые остаются, взаимодействуя друг с другом, создают мир, который мы знаем.
Вид частиц, которые создает поле, зависит от того, какое это поле. Существует 12 полей материи, которые создают электроны, верхние и нижние кварки – строительные блоки всех атомов – и нейтрино. Существуют также три силовых поля: электромагнетизм с его частицами – фотонами; сильные ядерные силы с их глюонами; и слабые ядерные силы с их W- и Z-бозонами. Как говорит кембриджский физик-теоретик Дэвид Тонг, если бы не силовые поля, частицы материи “просто бродили бы по Вселенной, как потерянные души, никогда не взаимодействуя и не делая ничего интересного”.
Есть еще поле Хиггса, которое Тонг сравнивает с патокой, распространяющейся по всей Вселенной и придающей другим частицам массу, чтобы они не просто носились со скоростью света; хотя он признаёт, что это ошибочная метафора, поскольку она подразумевает трение. В действительности различные частицы просто по-разному взаимодействуют с полем Хиггса.
Все поля существуют везде, но все они взаимодействуют по-разному: некоторые частицы полностью игнорируют друг друга, а некоторые – воздействуют друг на друга и создают реакции.
Работая вместе, эти поля представляют собой всё, что мы знаем и можем видеть, а также многое, чего мы не еще знаем и не видим. Но, как ни странно, создание частиц, из которых что-то получается, является исключением. Атом, например, возникает, когда в кварковых полях достаточно энергии для создания кварков, которые не аннулируются кварками антиматерии (хотя никто точно не знает, почему). Глюоны, частицы сильного взаимодействия, соединяются с двумя верхними кварками и одним нижним кварком, образуя протон. Затем глюоны соединяют протоны с нейтронами, образуя ядро.
Физики считают, что вся видимая Вселенная – это остатки, одна частица на миллиард, которой удалось пережить процесс создания/уничтожения виртуальных частиц. (Однако частицы в темной материи – это совсем другое дело).
Почему есть что-то, а не ничто?
Но то, что Вселенная полна виртуальных частиц, не отменяет полностью идею Ничего. Во-первых, есть какое-то Ничто до Большого взрыва, но мы не знаем, что это. Кроме того, мы не понимаем природу этого Ничто – огромных полей квантовой энергии, которые кажутся чем-то, что оставляет комбинацию ингредиентов, материи и силы, для создания мира. Физики не знают, почему после Большого взрыва уцелели какие-либо элементарные частицы. В своей книге “Вселенная из ничего” физик-теоретик и космолог Лоуренс Краусс просто предположил, что ответ кроется в доказательствах. Нестабильная природа Ничто порождает элементарные частицы. Точка. Конец дискуссии.
“Вопрос о том, почему существует Нечто, а не Ничто, на самом деле является научным, а не религиозным или философским вопросом”, – сказал Краусс.
Философы бурно отреагировали; некоторые написали язвительные рецензии на его книгу. Факт того, что Вселенная является чем-то, а не ничем, не может быть причиной игнорирования философии, утверждали они. Ведь остаются философские вопросы: почему существуют некоторые элементарные частицы? Существует ли в какой-то вселенной мир абсолютного ничего, где нет даже виртуальных частиц?
Соренсон как философ считает вопрос “Почему существует нечто, а не ничто” глубоким и сложным, достойным исследования.
Доказательного ответа на этот вопрос сейчас нет: ни одного, ничего. К счастью для философов и физиков, именно там и находятся лучшие ответы.
Читайте также: Физики хотят использовать гравитационные волны, чтобы увидеть начало времен