Denna diskussion handlar om begreppet "ingenting" eller frånvaron av fysiska partiklar i universum. Vi kommer också att undersöka hur detta relaterar till matematiskt tänkande.

Jag minns när jag gick på college för 40 år sedan brukade jag fundera över oändlighets tankar och resultatet av att dela med noll. En fysikprofessor sa en gång till mig att inte tänka på dessa saker eftersom det skulle göra mig själv galen.

Jag lyssnade inte på honom. Jag tillbringade resten av mitt liv på att studera vetenskapliga och filosofiska uppsatser av forskare om ämnet.

En enkel förklaring av ingenting

Du kanske tror att det inte finns något till det, men "ingenting" är faktiskt ganska enormt. Det utgör summan av allt som inte finns, vilket är tomheten mellan all materia.

Matter, å andra sidan, är en massa som upptar rymden. Men den massan innehåller mycket ingenting mellan dess molekyler och i dess atomer. Det betyder att det finns ett helt universum av icke-existens i vår fysiska värld.

Hur är ingen existens?

Enligt Merriam-Websters ordbok är ingen existens negativt att vara .

Det finns flera sätt att hänvisa till denna enorma enhet:

  • noll
  • null
  • tömma
  • Vakuum
  • ogiltig

Alla dessa hänvisar till idén om icke-existens. Det finns mer av denna "ingenting" i universum än det finns fysisk existens. Inget av detta är dock tomt. Vi måste definiera vad "tom" betyder för att förstå "ingenting". Tomhet kan fyllas oändligt med mer ingenting utan att någonsin bli full.

Det är ingenting skönhet. Det är oändligt. Det tar aldrig slut. Det är tidlöst.

Matematisk förklaring av ingenting

Charles Seife, professor i journalistik vid New York University och författare till Zero: The Biography of a Dangerous Idea, förklarar ingenting på följande sätt:

Noll minus noll blir en nolluppsättning. Det är så nära ingenting som jag kan föreställa mig. Och om du gör omvänt sätter du en nolluppsättning i en annan nolluppsättning, du skapar noll.

- Charles Seife, "Zero: Biography of a Dangerous Idea"

Egypterna hatade noll . De gjorde det bra att bygga pyramiderna utan den. Romerska siffror har ingen representation för noll. {1} Det spelade ingen roll eftersom romarna aldrig använde sina siffror på aritmetik.

Nollets historia

Den grekiska filosofen Aristoteles accepterade aldrig uppdelningen med noll. Han hittade för många paradoxer med det. Jag kunde förklara problemen han stötte på med det, men det ligger utanför denna artikel.

Det räcker med att säga att vi tolkar delning med noll som oändlighet. Noll kan gå in i allt oändligt många gånger.

De gamla grekerna var medvetna om begreppet noll. De visste ju när de inte hade några stenar.

Och egypterna, ja, de fick slutligen användningen av numret noll från babylonierna. {2}

Kom universum från ingenting?

Kvantfysiken visar oss redan hur en partikel kan gå från existens till icke-existens och tillbaka igen. Detta är kvantfluktuationer.

Det kanske faktiskt rör sig genom tiden, så när det inte längre är i nuet ser vi det inte längre. Vi kanske anser att det har blivit "ingenting" eller "ogiltigt" av existensen.

Även om den inte finns, sprids energin aldrig. Einsteins formel E = MC 2 gäller mycket bra.

Einsteins berömda formel


Energi och massa kan inte göras eller förstöras. Det ändras helt enkelt från en till en annan enligt hans formel.

Så om universum kommer från ingenting, var var all den energin innan början? Det finns två teorier.

Den ena är Big Bang, som arbetar med teorin om att all materia (och därför är det energiekvivalent) komprimeras till ett enda svart hål. Den komprimeringen är möjlig om man tänker på tanken att universum oftast är ingenting.

Edward Tyron, en amerikansk forskare och professor i fysik vid Hunter College i New York City, hade en annan teori. 1973 föreslog han idén om ett universum med noll energi som uppstod från ett vakuum av energi. Det vill säga, det kom från ingenting - där all den positiva massenergin balanseras av den negativa gravitationsenergin. {3}

Ingenting i kvantfysik och strängteori

Varför tar jag upp strängteori? För jag ska visa dig hur vi kan tolka begreppet "ingenting" när något verkligen existerar. Vi kanske helt enkelt inte är medvetna om det av vissa skäl.

För att förstå strängteori måste du förstå att tiden är den fjärde dimensionen i matematiska termer.

Vår tredimensionella värld finns i nuet. Men det går också framåt i tiden.

För att förstå detta bättre, tänk på att en dimension helt enkelt är en linje. Du kan bara flytta fram och tillbaka längs linjen.

Om du går 90 grader vinkelrätt mot den linjen, skapar du en slätt (en plan yta) där du kan röra dig i två dimensioner: längd och bredd.

Om du går 90 grader vinkelrätt mot den plana ytan rör du dig i tre dimensioner: längd, bredd och höjd.

Om du tänker på ytterligare en 90-graders sväng, rör sig det tredimensionella utrymmet som vi lever i vinkelrätt med en 90-graders vinkel genom den fjärde dimensionen: Tid.

Observera dock att vi inte kan se in i den fjärde dimensionen. Vi kan inte se det förflutna eller framtiden. Vi kan bara komma ihåg det förflutna, och vi kan bara förutse framtiden.

Stringteori visar hur vi kan observera ett objekt som vrikar runt i ett tredimensionellt utrymme. Men när objektet vinklar i en fjärde dimension lämnar det vår medvetenhet.

Det finns fortfarande, men vi kan inte observera någonting i högre dimensioner än vårt. Precis som en tecknad karaktär ritad på ett tvådimensionellt papper kan inte visualisera vad som händer ovanför eller under den plana ytan.

Ett tvådimensionellt plan i en tredimensionell värld

När jag tänker på detta objekt som vinklar runt i en fjärde dimension, inser jag att det reser genom tiden eftersom tiden är den fjärde dimensionen. Denna övervägande tänker på att kvantfysik kan vara relaterad till strängteori.

Kvantfysik har visat att partiklar kan flytta från en plats till en annan omedelbart utan att existera någonstans däremellan. Stringteori kan hjälpa till att förklara hur detta fungerar.

Partiklarna vinklar helt enkelt in i den fjärde dimensionen och när den väl är där är den utanför vår medvetenhet. Så småningom vrider det tillbaka till vår tredimensionella värld på en annan plats, och vi ser den igen.

Betyder det att det blev ingenting och senare blev något igen? Om den partikeln helt enkelt inte kan observeras, vem ska då säga att det är ingenting? Bara för att vi inte kan se något betyder inte att det inte finns. Jag undrar om det var därför egypterna hatade noll. De kanske visste bättre. De kanske visste något.

Lite kul med förståelse av ingenting

Lite humor gör aldrig ont, särskilt när vi kommer så djupt in i denna vetenskapliga och filosofiska diskussion. Jag lämnar dig med den här tanken: Man kan säga att "något" är tomrummet mellan tomheten.

Jag fattar!

Vad det betyder är att när vi "fått något" har vi en fullständig förståelse för det som en gång var tom i vår kunskap.

Det är mitt sätt att tillämpa strängteori på mänsklig förståelse. Tänk dig att! Du har hört det här först. Jag gjorde det.

Kom ihåg att det inte har något att göra med att något är ett fysiskt ämne, vilket också främst är ingenting. Det är faktiskt en annan diskussion som jag kommer vidare med i min artikel: Varför universum är mest tomt utrymme.

referenser

  • {1} Romerska siffror - Wikipedia
  • {2} Babylonian matematik
  • {3} Edward P. Tyron, "Är universum en vakuumfluktuering? Nature Magazine, vol. 246, s.396 397, 1973.

Glenn Stok 2015