Wat is niets?

Doe je ogen dicht en probeer je niets voor te stellen.

Te laat. De kans is groot dat je aan iets dacht. Misschien dacht je aan de kleur zwart, of aan het woord ‘niets’. Maar dat is allebei niet niets.

Nadenken over niets kan op z’n best worden gezien als een soort meditatie, en in het slechtste geval als een complete verspilling van je tijd. Maar de vraag waarom er iets is – ons universum – in plaats van niets, is nog altijd een onopgeloste vraag die de natuurkunde bezighoudt. Alleen al daarom is het de moeite waard om deze kwestie te belichten.

Wat niets is lijkt zo’n simpel concept te zijn, maar niets is minder waar. Het gaat over wetenschap en filosofie, maar ook over taal. Erachter komen wat niets precies is kan behoorlijk frustrerend zijn. Je kunt het vergelijken met een kind dat zo vaak ‘Waarom?’ vraagt, dat je uiteindelijk een punt bereikt waar niks nog ergens op lijkt te slaan. Om te voorkomen dat ik volledig door zou draaien, vroeg ik een natuurkundige en een filosoof om me uit te leggen wat niets betekent en of het eigenlijk wel iets betekent. Maar blijkbaar is dit ook voor deskundigen een behoorlijk frustrerende vraag.

Sean Carroll is een theoretisch natuurkundige en kosmoloog aan het California Institute of Technology. Hij is al een tijdje bezig met niets, tenminste, in hoeverre het betrekking heeft op iets.

In een blogpost, podcast en een hoofdstuk uit het boek Routlegde Companion to the Philosophy of Physics probeert Carroll onder de titel “Why Is There Something, Rather Than Nothing?” een zo simpel mogelijk antwoord op zijn eigen vraag te geven.

“De wetenschap en filosofie draaien om vragen over hoe dingen in elkaar zitten, en over waarom dingen zijn zoals ze zijn. De logische volgende stap is dan om je af te vragen waarom er überhaupt dingen zijn,” schrijft hij in het hoofdstuk. “Onze ervaring van de wereld, die beperkt is tot een buitengewoon klein deel van de realiteit, is onvoldoende om goed na te kunnen denken over de vraag waarom dit alles bestaat.”

Echte nietsheid is heel anders dan bijvoorbeeld ‘lege ruimte’, hoewel dat ook een best bruikbare definitie zou kunnen zijn, vertelt Carroll me in een Skypegesprek.

“In de kwantumveldentheorie, wat naar ons idee de beste manier is om het universum zoals wij het kennen te beschrijven, is lege ruimte een interessant concept,” legt Carroll uit. “Zelfs als het zo leeg is als het maar kan zijn, vind je er nog kwantummechanische eigenschappen – ze bevinden zich dan simpelweg in een energieneutrale staat en doen niks. Maar je zou het vacuüm wel kunnen onderzoeken, zoals de deeltjesfysica doet, om de eigenschappen daarvan te ontdekken.”

“Lege ruimte is enorm interessant binnen de moderne natuurkunde. Er gebeurt van alles, terwijl als er niets was, er ook niets zou gebeuren,” zegt hij.

Kwantumtoestanden zijn golffuncties die de onvoorspelbare energieniveaus van atomen en deeltjes heel nauwkeurig kunnen meten. Een kwantummechanisch systeem in de laagste energietoestand lijkt misschien op helemaal niets – zelfs vanuit een wiskundig perspectief – maar zelfs dan is er nog energie en springen er kleine deeltjes rond.

Of het nu gaat om een gat in de grond of de enorme hoeveelheid ruimte tussen hemellichamen, deze ‘lege’ ruimtes zijn gevuld met iets dat fysieke eigenschappen heeft. Dat vacuüm is niet niets, zeggen Carroll en zijn mede-natuurkundigen.

Maar dit is slechts één manier om het probleem te begrijpen. De andere manier is nog een stuk ingewikkelder: ervan uitgaan dat ruimtetijd helemaal afwezig is, ‘leeg’ of op een andere manier.

“Dan is er gewoon echt helemaal niets. Het is geen kwantumtheorie-vacuüm, maar het is de absolute afwezigheid van wat dan ook,” zegt Carroll. “We weten dat ruimte en tijd niet vaststaan, maar juist dynamisch zijn. Einstein zei dat ruimte en tijd worden vervormd door energie, dus waarschijnlijk kunnen we niets beter beschouwen als de afwezigheid van ruimte en tijd, in plaats van ruimte en tijd zonder iets erin. Er is een groot verschil tussen lege ruimte en niets.”

Hoewel het belangrijk is om dit in gedachten te houden wanneer je het over niets hebt, zegt Carroll dat deze definitie niet echt van nut is binnen de natuurkunde. “‘Iets’ is interessant. Niets daarentegen is alleen interessant als het de afwezigheid van iets is.”

Carroll vertelt me dat hij niet wakker ligt over de vraag wat niets is, hoe fascinerend het allemaal ook is.

“De vraag ‘Waarom is er iets in plaats van niets?’ is interessant, maar het antwoord is waarschijnlijk: ‘Dat is gewoon hoe het is,’” zegt Carroll. “Ik denk niet dat je een dieper antwoord dan dat zal vinden. Het is niet alsof ‘niets’ een of ander mysterieus concept is; het is simpelweg de afwezigheid van iets. Dat is eigenlijk alles wat erover te zeggen valt. Er is niets meer te leren over niets. Alles wat er te leren is, gaat over iets.”

De wetenschap heeft geen monopolie op niets. Jim Holt is een filosoof die over verschillende wetenschappelijke onderwerpen heeft geschreven, van het ontstaan van het universum tot een filosofische geschiedenis van grappen. En in een TED Talk over de vraag waarom ons universum bestaat, heeft hij het over kwantummechanica en niets.

Holt is niet alleen van mening dat het menselijk brein in staat is om te begrijpen wat niets is, maar zegt ook dat je het kan beschrijven met behulp van een filosofische redenering. Holt beweert dat ‘niets’ gemakkelijk kan worden beschreven met niets meer dan logica. Hij heeft het hier trouwens niet over een lege ruimte gevuld met onzichtbare dingen, zoals de kwantumfysica het ziet, maar over letterlijk niets.

“Je kunt heel logisch beschrijven wat niets is. Dat is helemaal niet moeilijk,” vertelt Holt me over de telefoon. “Het is een toestand waarin niks identiek is aan zichzelf. Als voor alle x geldt dat x ongelijk is aan x, beschrijft dat in de logica een toestand van nietsheid. Het spreekt misschien niet direct tot de verbeelding, maar het roept ook geen tegenstrijdigheden op. Het gaat alleen op als er zoiets bestaat als niets, want als er iets bestaat, is het gelijk aan zichzelf.”

Het gebruik van wetenschappelijke redeneringen om te begrijpen hoe iets uit het niets is ontstaan, is volgens Holt een poging van natuurkundigen om een metafysische vraag te beantwoorden. Hij is het niet eens met de kwantumveldentheorie, die stelt dat het universum door inflatie uit een kwantumvacuüm is geëxplodeerd.

De inflatietheorie werd in de jaren tachtig in eerste instantie gezien als een soort toevoeging aan de oerknaltheorie. De theorie gaat ervan uit dat kosmische inflatie het universum van de minuscule kwantumschaal richting de gigantische astronomische grootte duwde in een zeer korte tijd (tussen de 10-35 seconden en 10-33 seconden na de oerknal). Zo ontstond de schaal en structuur van het universum waar wij nu in leven.

Maar als het universum uit het niets ontstond, in overeenstemming met een reeks natuurkundige wetten, waar kwamen die wetten dan vandaan? Bestonden ze al vóór het universum er was? Zo ja, betekent dit dan dat het universum niet uit het niets is voortgekomen? “Volgens natuurkundigen kunnen de wetten van de kwantumveldentheorie een wereld in leven roepen vanuit de oneindige leegte. Die wetten zijn dus behoorlijk mysterieuze dingen – maar het zijn nog steeds dingen. Ze zijn niet niets,” zegt Holt.

Oké, maar wat is niets dan? Zelfs als we de eigenschappen ervan niet kunnen beschrijven (of ze ons zelfs maar kunnen voorstellen) is het volgens Holt te begrijpen als je nadenkt over het alternatief.

“Niets is de simpelste realiteit die je je maar kunt voorstellen. Het is het minst willekeurig, omdat het alles uitsluit,” zegt Holt. “Als je dat eenmaal serieus neemt, kun je gaan denken: dit is hoe dingen hadden moeten zijn. Waarom zou er iets moeten zijn in plaats van niets? Er is namelijk in onze realiteit niet alleen iets, het is ook nog eens iets heel specifieks dat we om ons heen zien.”

Niets helpt ons nadenken over wat er allemaal bestaat, en dat is ongetwijfeld iets. Niets, in al zijn nietsheid, is een van de vruchtbaarste intellectuele kwesties om over na te denken.

“Het is een interessante mix van filosofie, wetenschap, conceptuele analyse, theologie en het bepalen van de grenzen van taal,” zegt Holt. “Voor mensen die nieuwsgierig zijn naar abstracte intellectuele zaken is het een groot feest.”

Onze hersenen zijn erop ingesteld om dingen te herkennen door middel van hun afzonderlijke eigenschappen, maar dat betekent niet dat we de afwezigheid van zulke eigenschappen niet kunnen bevatten. Integendeel: het kan ons juist helpen om het universum op een veel genuanceerdere manier te waarderen.

“Ik geloof oprecht dat niets best te begrijpen is,” zegt Carroll. “We denken niet dat het universum een einde heeft in de ruimte, maar we geloven wel dat het een begin heeft gehad. Dat weten we natuurlijk niet zeker, maar het is aannemelijk. Als er een begin is, waarna er iets was, houdt dit in dat er aan de andere kant niets was. Het is misschien verleidelijk om te zeggen: ‘Voor dat moment was er niets.’ Maar het is beter om te zeggen: ‘Er is niet zoiets als voor dat moment.’”

Holt zegt dat je door logica kunt begrijpen wat niets is, maar de enige manier waarop je het volgens hem kunt visualiseren, is door een abonnement op een sportkanaal te nemen. “Ik heb niets nooit helemaal begrepen, maar ik heb altijd het gevoel dat het me bijna lukt als ik op tv naar professionele bowlers kijk,” grapt hij.

Zijn verwijzing naar bowlen heeft waarschijnlijk niks met de wetenschap of filosofie te maken, maar het laat wel zien hoe belachelijk het eigenlijk is om te proberen iets te begrijpen wat helemaal niet kan bestaan. Desondanks herinneren vragen als ‘Wat is niets?’ ons eraan dat het de mensheid nooit zal lukken om alles volledig te begrijpen, maar er toch altijd mensen zullen zijn die met alle liefde een bizarre poging willen doen.

“Ik sta open voor betere antwoorden,” zegt Carroll. “Als we het over het universum hebben, kunnen we alleen maar hopen op voldoening – het opeisen is onmogelijk. Het is aan ons als soort om ons als volwaardige intellectuelen te gedragen en te accepteren dat sommige vragen nu eenmaal niet het soort antwoorden hebben die ons voldaan laten voelen.”

Dus, wat hebben we hiervan geleerd? Iets, hopelijk.

Volg Motherboard op Facebook, Twitter en Flipboard.