Вселенная наполнена звёздами, планетами, Галактиками и бесчисленным количеством мельчайших частиц. Но большая часть пространства между ними кажется совершенно пустой. Джим Аль-Халили пытается разобраться, что современная наука понимает под словами «всё» и «ничто». Сначала он обращается к материи. Ещё древние мыслители предполагали, что окружающие предметы должны состоять из небольших неделимых частиц, хотя проверить эту идею тогда было невозможно. Спустя столетия развитие экспериментальной науки позволило приблизиться к ответу. Атомы превратились из философского предположения в физическую реальность. Но открытие атома не поставило точку в поисках. Учёные обнаружили внутри него ядро и электроны, а дальнейшие эксперименты выявили новые частицы. Исследование продолжается на всё меньших масштабах. Физики пытаются найти фундаментальные составляющие природы, из комбинаций которых возникает всё разнообразие наблюдаемого вещества. На этом уровне начинают действовать законы квантовой механики. Они описывают мир, совершенно непохожий на тот, который человек наблюдает непосредственно. После исследования «всего» Аль-Халили переходит к «ничему». Он прослеживает историю представлений о пустоте и рассказывает, почему само существование вакуума долго вызывало споры. Ранние эксперименты показывают, что воздух является веществом и оказывает давление. Если удалить его из закрытого пространства, можно получить вакуум. Казалось бы, после удаления вещества внутри действительно должно остаться абсолютное ничто. Но дальнейшие открытия разрушают и эту простую картину. Согласно квантовой физике, вакуум обладает собственными свойствами. Даже там, где нет обычных частиц, сохраняются квантовые поля и происходят микроскопические изменения. Поэтому пустота оказывается далеко не пустой. На короткое время в ней могут проявляться квантовые возбуждения, существование которых связано с фундаментальными законами природы. Эти процессы помогают физикам обсуждать один из самых трудных вопросов, происхождение самой Вселенной. Возможно, понятия «что-то» и «ничто» на фундаментальном уровне связаны гораздо теснее, чем кажется. Аль-Халили постепенно проходит путь от древних представлений о материи до современной квантовой теории. И чем ближе наука подходит к границам наблюдаемой реальности, тем сложнее становится ответить на простой вопрос о том, где заканчивается всё и начинается ничто.
