Ideje beszélnünk egy kicsit a semmiről (ahogy ismerjük)

  • Az emberiség legtöbb vallása és tudománya az ősidők óta a teremtéstörténetektől az ősrobbanásig különböző elméletekkel próbálja újra és újra megmagyarázni, mi a világ, hogyan lett az élet, az anyag, és egyáltalán mit nevezhetünk annak.
  • Arról mindig kevesebb szó esett (de persze bőven jutott arra is), hogy mi a semmi, pedig a világegyetem nagy része, a csillagok közötti tértől az atomokban lévő részecskék közötti térig – látszólag – semmiből sem áll.
  • A sárkánygyíktól a farkassal találkozó vak emberen át a szimulált világig mindent megvizsgáló, amatőr (nem létező) filozófiai rovatunk következő részének témája a semmi közérthető formában, már amennyire közérthető lehet.

Az ókori görögöktől a kvantumfizika úttörőin át az egzisztencialistákig újra és újra felfedezték, hogy amit semminek hittek, az valójában nem az, és bár a válasz keresését sosem adjuk fel, de ahogy egyre többet tudunk, úgy gyűlnek az újabb kérdések. Viszont maga a kutatás is szörnyen érdekes.

Nincs semmi, minden van

Az egyik első nyugati filozófus, aki a semmit tanulmányozta, Parmenidész volt az i. e. 5. században. Arra jutott, hogy semmi, vagyis üresség nem létezhet: ellentmondás azt mondani, hogy valami, ami nem létezik, az nincs. Szerinte a létező „teljes egészében összefüggő, mert létező érinti a létezőt”. A létező dolgok egységet, azaz teljességet alkotnak: nincs a létezőnek hiányzó része, mert ez ellenkezne a természetével, azaz akkor valami tőle különböző, tehát nem-létező lenne található benne, ott létezne. Odáig ment, hogy azt mondta, a létező nem született, hanem mindig is létezett, így romolhatatlan, a létező nem válhat nem létezővé. Tőle ered, hogy „semmiből semmi se lesz”.

Leukipposz i. e. 5. századi atomista filozófus – és követője, Démokritosz – megpróbálta a mozgás és a változás mindennapos tapasztalatát összhangba hozni az elmélettel: elfogadta azt a monista álláspontot, hogy nincs mozgás üresség nélkül. Az üresség a létező ellentéte, a nem-létezés. Másfelől viszont létezik az ún. abszolút teljesség, egy tér tele anyaggal, amiben viszont nem lehet mozgás, mert a teljesség tele van anyaggal. A világot két fő részre osztotta: az állandó mozgásban levő, oszthatatlan anyagi részecskékre (atomokra) és az üres térre, amiben ezek mozognak. A részecskék mozgás közben folyton ütköznek (egyesülnek), majd szétválnak, de hogy ezt megtehessék, szükség van a köztük lévő üres térre, különben Parmenidész megfagyott világában élnénk.

Fotó: STR/AFP

Bertrand Russell angol filozófus hívta fel arra a figyelmet, hogy ezzel nem igazán győzték le Parmenidészt, inkább megkerülték, és a modern tudományos álláspontot vették fel: a megfigyelt eseményből (mozgás) indultak ki, és az alapján alkottak egy elméletet, szemben Parmenidész tiszta logikájával. (Abban is tévedett mindkét oldal, hogy feltételezte, az abszolút teljességben nem lehet mozgás.) Cyril Bailey pedig azt emelte ki, hogy ironikus módon a materialista, atomista Leukipposz volt az első, aki kimondta, hogy egy dolog (az üresség) akkor is lehet valóságos, ha nincs megfogható alakja, tehát a semmi van.

A természet irtózik az ürességtől

Parmenidész hatott Szókratészra meg Platónra is, és Arisztotelész is komolyan elgondolkodott Parmenidész feltevésén, de arra jutott: bár úgy tűnik, az elmélet logikusan épül fel, mégis szinte őrültség lenne elhinni, ha figyelembe vesszük a tényeket. Arisztotelész felismerte, hogy mindenféle problémát és paradoxont vet fel a semmi létezése, így a természet örök harcot folytat, hogy a semmi ne is jöhessen létre. A „horror vacui”, vagyis hogy a természet irtózik az ürességtől, évszázadokon át meghatározta a gondolkodást.

Arisztotelész azt a kiutat találta Parmenidész logikájából, hogy megkülönböztette az anyagot és a teret: felfogása szerint az üres tér nem a semmi, hanem egy olyan „tartály”, amibe belehelyezhető az anyag, és az állandó mozgás az, ami lehetővé teszi, hogy az anyag a másik anyag által hagyott űrbe belépjen. Bár azt is felvetette, hogy a vákuumban végtelen sebességgel mozogna a betüremkedő anyag, így gyakorlatilag két helyen lenne egyszerre, ami lehetetlen, vagyis az üresség nem létezhet, a semmi különbözik a tértől.

A vákuum maga a természet alapja

A következő 2000 évben nem igazán tudtak újat mondani Arisztotelészhez képest. A sztoikusok úgy gondolták, hogy a Földön nincs vákuum, de a kozmoszban van, míg az alexandriai Hérón az 1. században azt gondolta, a természetben nincs üresség, de mesterségesen létre lehet hozni. Amikor a 13. században az egyház elítélte az arisztotelészi filozófiát, a keresztény tudósok Isten mindenhatóságával magyarázták, hogy kell lennie a semminek, hiszen ha Isten tudja formálni a világot, akkor a vákuumot is létrehozhatja. Ráadásul a Biblia is úgy kezdődik, hogy Isten a semmiből teremtette a valamit. (A görög atomisták ezzel szemben még úgy gondolták, a teremtés nem a semmiből, hanem valami primitívebb korábbi állapotból jött létre, és megsemmisíteni sem lehet semmit, csak elemi részeire szétválasztani, mert ha a valami semmivé válhatna, akkor fordítva is megtörténhetne, és a semmiből létrejöhetne a valami.)

Ezután évszázadokig próbáltak létrehozni vákuumot, sikertelenül. Egészen addig, amíg Evangelista Torricelli olasz fizikus 1643-ban feltalálta a barométert, felfedezve a légnyomást, először előállítva mesterséges vákuumot. Torricelli abból a feltételezésből indult ki, hogy ha egy egyik végén lezárt higannyal telt csövet nyitott végével egy higannyal töltött edénybe állítunk, akkor a higanyoszlop magassága a higannyal teli edényre nehezedő légnyomásnak megfelelően változik, és a kísérlet igazolta. A hipotézist négy év múlva Blaise Pascal bizonyította be. Addig egyébként még Torricelli tanára, Galileo Galilei sem tudta megfelelően megmagyarázni a szivattyú szívóhatását.

Ezzel megnyílt a lehetőség, hogy a fizikusok olyan bepillantást nyerjenek a semmibe, amire a filozófusok puszta logikával képtelenek voltak. Innen viszont eljutunk oda, hogy ha a földtől felfelé haladva a légnyomás csökken, akkor az űrben már hihetetlen méretű vákuum van, vagyis a természet nem irtózik a vákuumtól, hanem az az alapja. (René Descartes ugyanekkor nem értett egyet Pascallal, és visszatért egy Parmenidészt idéző logikához, tagadva az üres tér létezését: van az anyag és az anyag kiterjedése, és ebben az elméletben nincs helye a semminek. Gottfried Wilhelm Leibniz hasonlóképpen úgy fogalmazott: „A természetben soha nincs ugrás.”)

Aztán rájöttek, hogy bár a vákuumban nem terjed a csengő hangja, mert nincs olyan közeg, amiben a hanghullám terjedhetne, de látni látják a vákuumban a csengőt, a fény kijön belőle. Márpedig ha a fény ott van benne, akkor van benne valami, tehát nem semmi. Ezért a 19. század elején úgy tartották a fizikusok, hogy az éterben, egy hipotetikus közeg terjednek az elektromágneses hullámok. Az étert szorosan az Isaac Newton által bevezetett abszolút térhez kapcsolták: úgy gondolták, hogy az éter az egész teret kitölti, és ahhoz viszonyítható az abszolút sebesség és az abszolút idő. Az éter létezésébe vetett hit 1887-ben rogyott meg az ohiói Michelson–Morley-kísérlettel (ami akkoriban olyan nagyszabásúnak tűnt, mint most a Nagy Hadronütköztető), és végül 1905-ben Albert Einstein számolt le vele a speciális relativitáselmélettel, ami szerint a fény terjedéséhez nincs szükség közegre.

Olyannyira van a semmi, hogy minden abból van

A 19. század végétől, habár nem teljesen értették, üzleti szempontból jól ki tudták használni a vákuumot. A villanykörtétől a csomagoláson és tartósításon át, a tévé működésén keresztül a számítógépek gyártásáig szinte mindenhol megjelent a vákuumtechnológia. Ernest Rutherford 1909-es kísérleteivel feltárult az atomok szerkezete, és kiderült, milyen bonyolult is a valami és a semmi kérdése a szubatomi világban, amit csak még tovább bonyolított Werner Heisenberg 1927-es határozatlansági relációja.

Ekkor a modern fizika alapját Einstein speciális relativitáselmélete és Max Planck kvantummechanikája jelentette, de a két elmélet nem fért meg egymással. De 1928-ban jött az angol különc tudós, Paul Dirac – aki szerette vizuálisan elképzelni a matematikai problémákat –, és megalkotta az elektron viselkedését leíró relativisztikus egyenletét, amiről azt mondta, még nála is okosabb, hiszen több mindent lehetett azzal megmagyarázni, mint amire ő eredetileg gondolni mert. Az egyenletből Dirac megjósolta az elektron antirészecskéjét, a pozitront, amivel meg lehetett magyarázni Heisenberg felfedezését, a kvantumfluktuációt, miszerint a vákuumban egyszer csak megjelenik az anyag, majd azonnal el is tűnik. A számítások szerint azért van egyáltalán valami a világban, mert egyenlőtlenség alakult ki: kb. minden milliárdodik részecskére nem jutott antianyag, így nem is tűnt el. A kvantumelmélet tehát bebizonyította, hogy a vákuum nem üres, tökéletes vákuumot nem lehet létrehozni, mindig mérhető benne valamennyi energia. (Antianyagot mesterségesen először 1995-ben a CERN-ben sikerült előállítani és megfigyelni.)

Sőt úgy tűnik, az ősrobbanás után, a világegyetem születésének korai állapotában, amikor még mindenre a kvantummechanika szabályai vonatkoztak, a kvantumfluktuáció miatt formálódhattak a későbbi galaxisok magjai. Azaz a semmi formálta meg a mindent. (Persze jó kérdés, hogy az ősrobbanás előtti pillanatban, a rendkívül sűrű és forró valami körül mi volt.) Jelenleg is zajlanak csendben a drága, bonyolult, de a világ jobb megismerésében fontos szerepet játszó kísérletek, amikkel az emberiség apró lépésekkel halad tovább, elég a gravitációs hullámok keresésére vagy a kvantumteleportálásra gondolni.

A lét nem határoz meg semmit

A filozófusok közben másféle szemszögből vizsgálták a tökéletes vákuumot, mivel szerintük a modern fizikusok retorikája – némi reklámcéllal – visszavitte a diskurzust a 19. századba, amikor a kvantumvákuumról úgy beszéltek, mint a semmiről. Holott a semmi egy olyan minőség, ami minden konkrét létezőtől különbözik, de a kvantumvákuum egy mérhető, megfigyelhető valami. A fizikai térbe betüremkedő üresség helyett a nemlétről, a talán nem is érzékelhető semmiről szólt az egyre elvontabb vitájuk.

A 19. században Georg Wilhelm Friedrich Hegel a tézis–antitézis–szintézis rendszerével megalkotta az abszolútumot: ha a tézis szerint az abszolútum a létezés, az antitézis szerint pedig az abszolútum a semmi, akkor a szintézis az, hogy az abszolútum a valamivé válás. Korábban Pascal a semmit a jelentéktelenséggel és az értelmetlenséggel azonosította, és ez hatott a II. világháború utáni egzisztencialistákra. De más előfutáraik is voltak, például Søren Kierkegaard, aki szerint a semmi a hangulatokon és érzelmeken keresztül jut a tudomásunkra: amikor mérgesek vagyunk, a haragunk valamire irányul, ahogy örülni is valaminek szoktunk. Viszont a céltalan szorongás lehet az, ami a semmire irányul.

A 20. században aztán az egzisztencialista Jean-Paul Sartre megalkotta az ontológiáját, amire nagy mértékben hatott Martin Heidegger (akinek egyébként az antiszemitizmusáról nemrég derült ki újabb adalék), bár a német filozófus később azt mondta, Sartre teljesen félreértette őt. Heidegger szerint a metafizika Platón óta csak azt kutatta, mi van, megfeledkezve arról a kérdésről, hogy mit is jelent a létezés. Szerinte létezni annyi, mint különbözni a semmitől, minden létezik, amiről beszélünk, amit gondolunk, amihez valahogyan viszonyulunk, „ami és ahogyan mi vagyunk”. Így a létezést transzcendensnek nevezve, az eredeti kérdést tovább és tovább bontva egyre újabb fogalmak, illetve feloldhatatlan paradoxonok is jelentkeztek. Tehát megint azt vettük észre, hogy nem tudjuk, mi a semmi, ha egyáltalán helyes a kérdés.

Sartre és Jaques Lacan ateista filozófiája szerint a semmi nincsen, ugyanis bár a „semmíteni” igét azért képeztük, hogy lehámozzuk a semmiről a létezés látszatát is, de csak a létezés képes önmagát semmíteni, mert a semmítéshez valamilyen módon létezni kell. A semmi pedig nincsen. Szerinte azért beszélünk a semmiről, mert „látszat-léttel, kölcsönlétezéssel rendelkezik”. Tehát miközben a 20. századi fizika arra jutott, hogy a semmiből jött létre minden, addig az egzisztencializmus azt vezette le, hogy a semmi nem hozhatta azt létre, hiszen nincs is. (Sartre egyébként kétfajta létezést különböztetett meg: az önmagában-valót, azaz a nyers létezést, mint például egy fáét, illetve az önmagáért-valót, azaz a tudatosságot – csakhogy az utóbbi nem választható el az előbbitől. Éppen 600 éve egy humanista könyvgyűjtő többek között ezt a tudást is megőrizte, amikor véletlenül megmentette a görög filozófus, Epikurosz tanait tartalmazó könyvet.)

Azt se tudjuk, merre induljunk tovább, a semmibe

Minthogy az évezredek legnagyobb gondolkodói sem tudtak kiegyezni abban, hogy van-e semmi, vagy hogy egyáltalán mit takar a fogalom, négy éve az Amerikai Természettudományi Múzeumban összeültek híres elméleti fizikusok, hogy az Isaac Asimov Emlékvitán „A semmi létezése” című konferencián közérthető módon beszélgessenek róla. Az itt elhangzottak alapján jó képet kaphatunk arról, hogy a több évezred kutatás és elmélkedés után is mennyire tanácstalanul állunk a probléma előtt.

A résztvevők legelőször abban állapodtak meg, hogy a fizikai világban a semmi, azaz az üres tér nem nevezhető semminek. Az univerzumunkban a minden részecskétől mentes, sötét üresség is valami. „Van topológiája, van formája, egy fizikai tárgy” – mondta az ürességről Jim Holt filozófus. Ehhez a Cosmosból ismert Neil deGrasse Tyson asztrofizikus még azt is hozzátette, hogy ha a fizika törvényei érvényesek az adott üres térben, akkor az máris valami, hiszen a fizika törvényei nem semmik.

De Lawrence Krauss, az Arizonai Állami Egyetem elméleti fizikusa szerint van ennél „mélyebb” semmi is, amiben nincs tér, nincs idő, nincsenek részecskék, nincsenek mezők, és nem alkalmazhatók a fizika törvényei sem. Szerinte ez van a legközelebb a semmihez. Holt szerint viszont ez se semmi, hiszen mindez igaz például a matematikai egységekre, amik nem térbeli és időbeli dolgok, nem részecskék, mégis léteznek. Charles Seife tudományos újságíró, aki a nulláról írt könyvet, felvetette, hogy akkor matematikával határozzák meg a semmit: ha van egy számhalmaz, amiben egyedül a nulla van, majd kivesszük belőle a nullát, kapunk egy nullhalmazt, ami „majdnem egy platóni semmi”. Eva Silverstein, a Stanford Egyetem elméleti fizikusa egy nagyon technikai, nehezen elképzelhető semmit vázolt fel a kvantumtérelmélet alapján: szerinte a semmi alapállapota egy olyan kvantumrendszer lehet, ami nem rendelkezik szabadsági fokokkal (dimenziókkal). Alexander Vilenkin, a Tufts Egyetem fizikusát idézve Holt lefestette azt a valamit, ami szerinte a legközelebb áll a semmihez: „Képzeljük el egy labda felületét. Egy véges, de határok nélküli teret kapunk. Aztán képzeljük el, ahogy összezsugorodik egy pontig.” Ez egy zárt, kiterjedés nélküli téridőt hozna létre.

De Holt szerint még ez sem biztosan semmi, sőt arról sincs meggyőződve, hogy a semmi egyáltalán létezhet: „Az analitikus filozófusok azt mondják, a semmi egy főnév, úgy tűnik, mintha egy létező valami neve lenne, de nem az, csak azt jelenti, hogy nem akármi.” Lawrence Krauss, az A Universe from Nothing című könyv szerzője szerint viszont az, hogy valamit felfoghatatlanul nehéz megfogalmazni, még nem feltétlenül jelenti azt, hogy nem valódi. Az ókori görögök például annyira ódzkodtak a nullától, hogy a számrendszerükben sem szerepelt, így akkor sem tudták használni, amikor a csillagászati számításaikban szükség lett volna rá. Charles Seife szerint az embereknek ellenérzésük van a semmivel, az ürességgel szemben, mert olyasmit jelképez, amitől félünk: a rendellenességet, a szabálytól való eltérést.

Neil deGrasse Tyson a vitát megoldás helyett azzal oldotta fel, amire már Sartre is utalt: lehet, hogy a semmi definíciója csak egy folyamatosan mozgó célpont, ami minden tudományos felfedezéssel együtt változik, és minden alkalommal, amikor új betekintést nyerünk, kiderül, hogy amiről addig azt gondoltuk, hogy semmi, valójában valami. Amikor rá akarunk markolni, a semmi kifolyik a kezünkből az ujjaink között. Lehet, hogy ott se volt.

(A cikk minden bizonnyal nem hibátlan, így örömmel venném, ha a kommentekben tartalmi vita alakulna ki arról, ami nem stimmel – már ha ebben a témában bármi is stimmelhet. A főbb forrás a Stanford Encyclopedia of Philosophy kimerítő cikke, az Everything and Nothing című BBC-dokumentumfilm és a Live Science riportja volt.)