„Nic nie powstanie z niczego.”
(William Shakespeare, Król Lear)
„Człowiek jest w równym stopniu niezdolny do dostrzeżenia nicości, z której się wyłania, jak i nieskończoności
w której jest pochłonięty.”
(Blaise Pascal, Pensées, The Misery of Man Without God)
„The… 'luminiferous ether’ will prove to be superfluous as the view to be developed here
will eliminate absolute rest in space.”
(Albert Einstein, On the Electrodynamics of Moving Bodies)
Na pewno nie!
By Stuart Firestein
Fizyk Isidor Isaac Rabi dorastał w rodzinie imigrantów w Nowym Jorku na początku XX wieku. Kiedy wracał do domu ze szkoły, matka nie pytała go, czego się nauczył tego dnia, tak jak matki jego kolegów…CZYTAJ WIĘCEJ
Moje najbardziej żywe spotkanie z Nicością miało miejsce w niezwykłym doświadczeniu, które przeżyłem jako dziewięcioletnie dziecko. Było to niedzielne popołudnie. Stałem sam w sypialni mojego domu w Memphis Tennessee, spoglądając przez okno na pustą ulicę, słuchając słabego dźwięku pociągu przejeżdżającego w dużej odległości, i nagle poczułem, że patrzę na siebie spoza mojego ciała. Byłem gdzieś w kosmosie. Przez kilka krótkich chwil miałem wrażenie, że widzę całe moje życie, a w rzeczywistości życie całej planety, jako krótkie migotanie w ogromnej przepaści czasu, z nieskończonym zakresem czasu przed moim istnieniem i nieskończonym zakresem czasu po nim. Moje ulotne odczucie obejmowało nieskończoną przestrzeń. Bez ciała czy umysłu, w jakiś sposób unosiłem się w gargantuicznej przestrzeni, daleko poza układem słonecznym, a nawet galaktyką, przestrzeni, która rozciągała się w nieskończoność. Czułem, że jestem maleńkim punkcikiem, nic nieznaczącym w ogromnym wszechświecie, który nie dba o mnie ani o żadne żywe istoty i ich małe kropki istnienia, wszechświecie, który po prostu był. I czułem, że wszystko, czego doświadczyłem w moim młodym życiu, radość i smutek, i wszystko, czego doświadczę później, nie znaczy absolutnie nic w wielkim planie rzeczy. Była to świadomość jednocześnie wyzwalająca i przerażająca. Potem chwila się skończyła, a ja wróciłem do swojego ciała.
Ta dziwna halucynacja trwała tylko minutę lub coś koło tego. Od tamtej pory nigdy jej nie doświadczyłem. Chociaż Nicość wydawałaby się wykluczać świadomość wraz z wykluczeniem wszystkiego innego, świadomość była częścią tego doświadczenia z dzieciństwa, ale nie zwykła świadomość, którą zlokalizowałbym w trzech funtach szarej materii w mojej głowie. To był inny rodzaj ¶wiadomo¶ci. Nie jestem religijny i nie wierzę w zjawiska nadprzyrodzone. Nie sądzę ani przez chwilę, że mój umysł rzeczywiście opuścił moje ciało. Ale przez kilka chwil doświadczyłem głębokiej nieobecności znanego otoczenia i myśli, które tworzymy, aby zakotwiczyć nasze życie. Był to rodzaj Nicości.
Aby zrozumieć cokolwiek, jak twierdził Arystoteles, musimy zrozumieć, czym to nie jest, a Nicość jest ostatecznym przeciwieństwem każdej rzeczy. Aby zrozumieć materię, mówili starożytni Grecy, musimy zrozumieć „pustkę”, czyli brak materii. Rzeczywiście, w V wieku p.n.e., Leucippus twierdził, że bez pustki nie może być ruchu, ponieważ nie byłoby pustych przestrzeni, w których materia mogłaby się poruszać. Według buddyzmu, aby zrozumieć nasze ego, musimy zrozumieć wolny od ego stan „pustki”, zwany śūnyatā. Aby zrozumieć cywilizujące efekty społeczeństwa, musimy zrozumieć zachowanie istot ludzkich usuniętych ze społeczeństwa, jak William Golding tak potężnie zbadał w swojej powieści Władca much.
Podążając za Arystotelesem, pozwól mi powiedzieć, czym Nicość nie jest. To nie jest wyjątkowy i absolutny warunek. Nicość oznacza różne rzeczy w różnych kontekstach. Z perspektywy życia, Nicość może oznaczać śmierć. Dla fizyka może to oznaczać całkowity brak materii i energii (niemożliwość, jak zobaczymy), a nawet brak czasu i przestrzeni. Dla kochanka, Nicość może oznaczać brak ukochanej osoby. Dla rodzica, może to oznaczać brak dzieci. Dla malarza, brak koloru. Dla czytelnika – świat bez książek. Dla osoby porywczej empatią – emocjonalne odrętwienie. Dla teologa lub filozofa, jak Pascal, Nicość oznaczała bezczasową i pozbawioną przestrzeni nieskończoność znaną tylko Bogu. Kiedy król Lear mówi do swojej córki Kordelii: „Nic z niczego nie będzie”, ma na myśli to, że otrzyma ona o wiele mniej z jego królestwa niż jej dwie gorliwe siostry, chyba że będzie potrafiła wyrazić swoją bezgraniczną miłość do niego. Drugie „nic” odnosi się do milczenia Kordelii w kontraście z tryskającym uwielbieniem jej sióstr, podczas gdy pierwsze to jej zbliżająca się jednopokojowa rudera w porównaniu z ich bogatymi pałacami.
Chociaż Nicość może mieć różne znaczenia w różnych okolicznościach, chcę podkreślić to, co jest być może oczywiste: wszystkie jej znaczenia obejmują porównanie do materialnej rzeczy lub stanu, który znamy. Oznacza to, że Nicość jest pojęciem względnym. Nie możemy sobie wyobrazić niczego, co nie ma związku z materialnymi rzeczami, myślami i warunkami naszej egzystencji. Smutek, sam w sobie, nie ma znaczenia bez odniesienia do radości. Ubóstwo definiuje się w kategoriach minimalnego dochodu i standardu życia. Wrażenie pełnego żołądka istnieje w porównaniu z wrażeniem pustego. Uczucie Nicości, którego doświadczyłem jako dziecko, było kontrastem do poczucia bycia skupionym w moim ciele i w czasie.
Moje pierwsze doświadczenie z Nicością w materialnym świecie nauki miało miejsce, gdy byłem absolwentem fizyki teoretycznej w Kalifornijskim Instytucie Technologii. Na drugim roku podjąłem trudny kurs pod tytułem Kwantowa Teoria Pola, który wyjaśniał, jak cała przestrzeń jest wypełniona „polami energii”, zwykle nazywanymi przez fizyków po prostu „polami”. Istnieje pole dla grawitacji, pole dla elektryczności i magnetyzmu, i tak dalej. To, co uważamy za fizyczną „materię”, jest wzbudzeniem leżących u podstaw tych pól. Kluczową kwestią jest to, że zgodnie z prawami fizyki kwantowej, wszystkie te pola nieustannie trochę drżą – jest niemożliwością, aby pole było całkowicie uśpione – i drżenie to powoduje, że cząstki subatomowe, takie jak elektrony i ich antycząstki, zwane pozytonami, pojawiają się na krótką chwilę, a następnie znikają, nawet jeśli nie ma trwałej materii. Fizycy nazywają obszar przestrzeni o najniższej możliwej ilości energii „próżnią”. Ale próżnia nie może być wolna od pól. Pola z konieczności przenikają całą przestrzeń. A ponieważ nieustannie drgają, nieustannie produkują materię i energię, przynajmniej przez krótkie okresy czasu. Tak więc „próżnia” we współczesnej fizyce nie jest pustką starożytnych Greków. Pustka nie istnieje. Każdy centymetr sześcienny przestrzeni we wszechświecie, bez względu na to, jak pusty się wydaje, jest w rzeczywistości chaotycznym cyrkiem fluktuujących pól i cząstek, które migotają i przestają istnieć w skali subatomowej. Tak więc, na poziomie materialnym, nie ma czegoś takiego jak Nicość.
Niezwykle, aktywna natura „próżni” została zaobserwowana w laboratorium. Główny przykład leży w energiach elektronów w atomach wodoru, które mogą być mierzone z dużą dokładnością przez emitowane przez nie światło. Zgodnie z mechaniką kwantową, pole elektryczne i magnetyczne próżni nieustannie wytwarza krótkotrwałe pary elektronów i pozytonów. Te podobne do duchów cząstki wyskakują z próżni, cieszą się życiem przez około jedną miliardową część jednej miliardowej części sekundy, a potem znów znikają.
W izolowanym atomie wodoru, otoczonym pozornie pustą przestrzenią, proton w centrum atomu przyciąga do siebie ulotne elektrony z próżni i odpycha pozytony z próżni, powodując nieznaczne zmniejszenie jego ładunku elektrycznego. Ta redukcja ładunku protonu, z kolei, nieznacznie modyfikuje energię orbitujących (poza próżnią) elektronów w procesie zwanym przesunięciem Lamba, nazwanym tak na cześć fizyka Willisa Lamba i po raz pierwszy zmierzonym w 1947 roku. Zmierzone przesunięcie energii jest dość małe, zaledwie trzy części na 100 milionów. Ale zgadza się bardzo ściśle ze złożonymi równaniami teorii – fantastyczne potwierdzenie kwantowej teorii próżni. Triumfem ludzkiego umysłu jest zrozumienie tak wiele o pustej przestrzeni.
Smutek, sam w sobie, nie ma znaczenia bez odniesienia do radości.
Koncepcja pustej przestrzeni – i Nicości – odgrywała ważną rolę we współczesnej fizyce jeszcze przed naszym zrozumieniem kwantowej próżni. Zgodnie z ustaleniami z połowy XIX wieku światło jest podróżującą falą energii elektromagnetycznej, a konwencjonalna mądrość głosiła, że wszystkie fale, takie jak fale dźwiękowe i fale wodne, wymagają materialnego medium do przenoszenia. Zabierz powietrze z pokoju, a nie usłyszysz, że ktoś mówi. Zabierz wodę z jeziora, a nie będziesz mógł wytworzyć fal. Materiałem, który według hipotezy miał przenosić światło, była delikatna substancja zwana „eterem”. Ponieważ widzimy światło z odległych gwiazd, eter musiał wypełniać całą przestrzeń. Nie istniało więc coś takiego jak pusta przestrzeń. Przestrzeń była wypełniona eterem.
W 1887, w jednym z najbardziej znanych eksperymentów w całej fizyki, dwóch amerykańskich fizyków na co jest teraz Case Western Reserve University w Cleveland, Ohio próbował zmierzyć ruch ziemi przez eter. Ich eksperyment zakończył się niepowodzeniem. A raczej nie mogli wykryć żadnych efektów działania eteru. Wtedy, w 1905 roku, 26-letni Albert Einstein zaproponował, że eter nie istnieje. Zamiast tego wysunął hipotezę, że światło, w przeciwieństwie do wszystkich innych fal, może rozchodzić się w całkowicie pustej przestrzeni. Wszystko to było przed fizyką kwantową.
Ta negacja eteru, a tym samym objęcie prawdziwej pustki, wynikała z głębszej hipotezy młodego Einsteina: W kosmosie nie istnieje stan absolutnego spoczynku. Bez absolutnego spoczynku nie może istnieć absolutny ruch. Nie można powiedzieć, że pociąg porusza się z prędkością 50 mil na godzinę w jakimkolwiek absolutnym sensie. Mo „esz powiedzie¢ jedynie, „e pociąg porusza si¦ z szybko±ci¡ 50 mil na godzin¦ w stosunku do innego obiektu, takiego jak stacja kolejowa. Tylko ruch względny pomiędzy dwoma obiektami ma jakiekolwiek znaczenie. Powodem, dla którego Einstein pozbył się eteru, jest fakt, „e ustanowiłby on w kosmosie układ odniesienia absolutnego spoczynku. Mając materialny eter wypełniający całą przestrzeń, można by powiedzieć, czy obiekt jest w spoczynku, czy nie, tak jak można powiedzieć, czy łódź w jeziorze jest w spoczynku, czy w ruchu względem wody. Tak więc, dzięki pracy Einsteina, idea materialnej pustki, czy też Nicości, została połączona z odrzuceniem absolutnego spoczynku w kosmosie. Podsumowując, najpierw istniał eter wypełniający całą przestrzeń. Potem Einstein usunął eter, pozostawiając prawdziwie pustą przestrzeń. Następnie inni fizycy ponownie wypełnili przestrzeń polami kwantowymi. Ale pola kwantowe nie przywracają ram odniesienia absolutnego spoczynku, ponieważ nie są statycznym materiałem w przestrzeni. Zasada względności Einsteina pozostała.
Jednym z pionierów kwantowej teorii pola był legendarny fizyk Richard Feynman, profesor w Caltech i członek mojego komitetu do spraw pracy magisterskiej. W późnych latach czterdziestych Feynman i inni opracowali teorię oddziaływania elektronów z widmowymi cząstkami próżni. Wcześniej, w tamtej dekadzie, jako młody, zarozumiały naukowiec pracował przy Projekcie Manhattan. Kiedy poznałem go w Caltechu, na początku lat 70-tych, Feynman nieco złagodniał, ale nadal był gotów obalać przyjęte mądrości, gdy tylko spadnie na niego kapelusz. Codziennie nosił białe koszule, wyłącznie białe koszule, ponieważ twierdził, że łatwiej je dopasować do różnokolorowych spodni, a on nie znosił marnować czasu na martwienie się o swój ubiór. Feynman miał też silny niesmak do filozofii. Choć miał niezły dowcip, postrzegał świat materialny w sposób bardzo prosty, nie dbając o spekulacje na temat tego, co czysto hipotetyczne lub subiektywne. Mógłby godzinami opowiadać o zachowaniu kwantowej próżni, ale nie traciłby ani minuty na filozoficzne czy teologiczne rozważania o Nicości. Moje doświadczenie z Feynmanem nauczyło mnie, że człowiek może być wielkim naukowcem bez zajmowania się pytaniami „dlaczego”, które wykraczają poza to, co da się naukowo udowodnić.
W przełomowym filmie Braci Wachowskich Matrix (1999), jesteśmy daleko w dramacie zanim zdamy sobie sprawę, że cała rzeczywistość doświadczana przez bohaterów – piesi chodzący po ulicach, budynki, restauracje i kluby nocne, cały krajobraz miasta – jest iluzją, fałszywym filmem odtwarzanym w mózgach istot ludzkich przez główny komputer. Rzeczywistość to zdewastowana i opustoszała planeta, na której ludzie są więzieni, pogrążeni w śpiączce, w przypominających liście strąkach i pozbawieni energii życiowej, aby zasilać maszyny. Twierdziłbym, że wiele z tego, co nazywamy rzeczywistością w naszym życiu, jest również iluzją, i że jesteśmy znacznie bliżej rozpuszczenia i Nicości, niż zwykle uznajemy.
Pozwól mi wyjaśnić. Wysoce nieprzyjemną ideą, ale taką, która została zaakceptowana przez naukowców w ciągu ostatnich kilku stuleci, jest to, że my, istoty ludzkie i wszystkie żywe istoty, jesteśmy całkowicie materialni. To znaczy, jesteśmy zbudowani z materialnych atomów, i tylko materialnych atomów. Dokładnie rzecz ujmując, przeciętny człowiek składa się z około 7 x 1027 atomów (7 000 trylionów trylionów atomów) – 65 procent tlenu, 18 procent węgla, 10 procent wodoru, 3 procent azotu, 1,4 procent wapnia, 1,1 procent fosforu i śladowych ilości 54 innych pierwiastków chemicznych. Z tych atomów składa się całość naszych tkanek, mięśni, narządów i komórek mózgowych. I nie ma nic innego. Dla ogromnej kosmicznej istoty każdy z nas wydawałby się być zlepkiem atomów. Z pewnością jest to szczególny zespół. Skała nie zachowuje się jak człowiek. Ale doznania mentalne, których doświadczamy jako świadomości i myśli, są czysto materialnymi konsekwencjami czysto materialnych elektrycznych i chemicznych oddziaływań pomiędzy neuronami, które z kolei są po prostu zespołami atomów. A kiedy umieramy, ten szczególny zespół rozpada się. Całkowita liczba atomów w naszym ciele w momencie naszego ostatniego oddechu pozostaje niezmienna. Każdy atom mógłby zostać oznaczony i wyśledzony, gdy następnie mieszałby się z powietrzem, wodą i glebą. Materiał pozostałby, rozproszony. Każdy z nas jest tymczasową mieszaniną atomów, nie więcej i nie mniej. Wszyscy jesteśmy na skraju materialnego demontażu i rozpuszczenia.
Wszystko to zostało powiedziane, uczucie świadomości jest tak potężne i pociągające, że obdarzamy inne istoty ludzkie – tj. pewne inne skupiska atomów – transcendentalną jakością, jakąś niematerialną i wspaniałą esencją. A ponieważ najważniejszym dla każdego z nas zespołem atomów jest nasze własne ja, obdarzamy siebie samych transcendentalną jakością – jaźnią, ego, „ja” – która rozkwita znacznie szerzej i bardziej znacząco niż tylko zbiór atomów.
„Pierwszą zasadą”, powiedział Feynman, „jest to, że nie wolno ci oszukiwać samego siebie – a ciebie najłatwiej oszukać.”
Podobnie jest z naszymi instytucjami stworzonymi przez człowieka. Obdarzamy naszą sztukę, nasze kultury, nasze kodeksy etyczne i nasze prawa wielkim i wiecznym istnieniem. Dajemy tym instytucjom autorytet, który wykracza daleko poza nas samych. Ale w rzeczywistości wszystko to są konstrukcje naszych umysłów. To znaczy, że te instytucje i kodeksy oraz ich przypisane znaczenia są konsekwencją wymiany pomiędzy neuronami, które z kolei są po prostu materialnymi atomami. Wszystkie one są konstrukcjami umysłowymi. Nie mają innej rzeczywistości niż ta, którą im nadajemy, indywidualnie i zbiorowo.
Buddyści rozumieli to pojęcie przez wieki. Jest ono częścią buddyjskich koncepcji pustki i nietrwałości. Transcendentne, niematerialne, długotrwałe cechy, które nadajemy innym istotom ludzkim i ludzkim instytucjom są iluzją, jak komputerowo wygenerowany świat w Matrixie. Z pewnością prawdą jest, że my, istoty ludzkie, osiągnęliśmy coś, co dla naszych umysłów jest nadzwyczajnym osiągnięciem. Mamy teorie naukowe, które potrafią trafnie przewidywać świat. Stworzyliśmy obrazy, muzykę i literaturę, które uważamy za piękne i znaczące. Mamy całe systemy praw i kodeksów społecznych. Ale te rzeczy nie mają żadnej wewnętrznej wartości poza naszymi umysłami. A nasze umysły są zbiorem atomów, skazanych na rozpad i rozpuszczenie. I w tym sensie, my i nasze instytucje zawsze zbliżają się do Nicości.
Więc gdzie takie otrzeźwiające myśli nas zostawiają? Biorąc pod uwagę naszą tymczasową i samo-konstruującą się rzeczywistość, jak powinniśmy żyć naszym życiem, jako jednostki i jako społeczeństwo? Zbliżając się do mojej osobistej Nicości, rozważałem te pytania dość długo i doszedłem do pewnych wstępnych wniosków, aby kierować moim własnym życiem. Każda osoba musi sama przemyśleć te głębokie pytania – nie ma tu właściwych odpowiedzi. Wierzę, że jako społeczeństwo musimy zdać sobie sprawę, że mamy wielką moc, aby uczynić nasze prawa i inne instytucje takimi, jakimi chcemy je uczynić. Nie ma żadnego zewnętrznego autorytetu. Nie ma żadnych zewnętrznych ograniczeń. Jedynym ograniczeniem jest nasza własna wyobraźnia. Powinniśmy więc poświęcić czas na szerokie zastanowienie się nad tym, kim jesteśmy i czym chcemy być.
Jeśli chodzi o każdego z nas jako jednostki, do dnia, w którym będziemy mogli przesłać nasze umysły do komputerów, jesteśmy ograniczeni do naszego fizycznego ciała i mózgu. I, na dobre i na złe, utknęliśmy z naszym osobistym stanem mentalnym, który zawiera nasze osobiste przyjemności i bóle. Niezależnie od tego, jaką mamy koncepcję rzeczywistości, bez wątpienia doświadczamy osobistych przyjemności i bólu. Czujemy. Kartezjusz słynnie powiedział: „Myślę, więc jestem”. Możemy też powiedzieć: „Czuję, więc jestem”. I kiedy mówię o odczuwaniu przyjemności i bólu, nie mam na myśli jedynie fizycznej przyjemności i bólu. Podobnie jak starożytni epikurejczycy, mam na myśli wszystkie formy przyjemności i bólu: intelektualną, artystyczną, moralną, filozoficzną i tak dalej. Wszystkie te formy przyjemności i bólu doświadczamy i nie możemy ich uniknąć. Są one rzeczywistością naszych ciał i umysłów, naszą wewnętrzną rzeczywistością. I tu jest punkt, do którego doszedłem: Równie dobrze mogę żyć w taki sposób, aby zmaksymalizować moją przyjemność i zminimalizować ból. W związku z tym staram się jeść smaczne jedzenie, wspierać moją rodzinę, tworzyć piękne rzeczy i pomagać tym, którzy mają mniej szczęścia niż ja, ponieważ te czynności przynoszą mi przyjemność. Podobnie staram się unikać prowadzenia nudnego życia, unikać osobistej anarchii i unikać krzywdzenia innych, ponieważ te działania przynoszą mi ból. Tak właśnie powinienem żyć. Szereg myślicieli o wiele głębszych ode mnie, w szczególności brytyjski filozof Jeremy Bentham, doszedł do tych samych wniosków bardzo różnymi drogami.
To, co czuję i wiem, to to, że jestem tu i teraz, w tym momencie w wielkim biegu czasu. Nie jestem częścią pustki. Nie jestem fluktuacją w kwantowej próżni. Nawet jeśli rozumiem, że pewnego dnia moje atomy zostaną rozproszone w ziemi i w powietrzu, że nie będę już istniał, że dołączę do jakiejś Nicości, to żyję teraz. Czuję tę chwilę. Widzę swoją dłoń na biurku. Czuję ciepło słońca przez okno. I patrząc na zewnątrz, widzę ścieżkę porośniętą sosnami, która schodzi do morza. Teraz.
Alan Lightman jest fizykiem, powieściopisarzem i profesorem praktyki nauk humanistycznych w Massachusetts Institute of Technology. Jego ostatnia książka to The Accidental Universe.
.
Dodaj komentarz