人類が宇宙の謎を解き明かせるのはあと50年

物理学
Humanity has fifty years left to solve the universe
ノーベル賞物理学者のデイビッド・グロス氏は、核戦争や社会崩壊によって、物理学の究極の謎を解明する前に文明が終焉を迎える可能性があると警告している。

David Grossは先日、現実の根本法則を解明した生涯の功績として300万ドルの小切手を受け取るためにステージに立ったが、彼はその時間を宇宙の栄光を語ることに費やしたわけではない。それどころか、原子の内部構造を解明したその男は、聴衆に対して、私たちは物語の結末を見届けるまで生き残れない可能性が高いと語った。これは、人間の知性は存在のあらゆる青写真(ブループリント)を把握できるという信念――つまり楽観主義によってキャリアを定義されてきた男からの、驚くべき悲観論である。

Grossは理論物理学の巨星であり、ノーベル賞受賞者であり、現代の素粒子世界に対する理解を築いた建築家の一人である。それにもかかわらず、彼は現在、貴重な時間の多くを割いて、人類が今後50年生存する可能性は極めて低いと、耳を傾けるすべての人に警告を発している。彼が語っているのは、遠い太陽の爆発や、太陽系に迷い込む浮遊ブラックホールの話ではない。私たち自身の話だ。具体的には、今後30年以内に核戦争によって自滅する現実的な可能性について語っているのである。

クォークを飼いならした男

Grossの警告がこれほどの重みを持つ理由を理解するには、彼がその300万ドルのBreakthrough Prizeを獲得するに至った功績を知る必要がある。1970年代初頭、物理学は少し混乱していた。科学者たちはクォーク――陽子や中性子を構成する微小な構成要素――の存在を知っていたが、なぜそれらがくっついたままなのかを理解できていなかった。どんなに激しく原子を粉砕しても、クォークを単体で取り出すことはできなかった。まるで、目に見えない壊れない紐で結ばれているかのようだった。

GrossはFrank WilczekやDavid Politzerと共に、「漸近的自由性(asymptotic freedom)」と呼ばれる特性を発見した。これを宇宙の輪ゴムのようなものと考えてほしい。2つのクォークが非常に近いとき、それらの間に働く力はほぼ消失する。クォークはまるで自由であるかのように動き回る。しかし、引き離そうとした瞬間に、力はますます強くなる。引っ張れば引っ張るほど、宇宙はより強く引き戻す。この発見は、強い核力を記述する理論である「量子色力学」のパズルの最後のピースとなった。

それは、深遠な明晰さの瞬間だった。宇宙は、直感に反することもあるが数学的には完璧なルールに従っていることが示されたのである。この成功が統一理論の夢を加速させた。すなわち、強い力、弱い力、そして電磁気学を説明できれば、やがて重力もその枠組みに統合できるという考えだ。Grossはキャリアの後半を、超弦理論という複雑で多次元的な世界の中で、その「白鯨」を追い求めることに費やしてきた。

私たちの状況の深刻さ

なぜ35年が破滅へのマジックナンバーなのか

文明が35年で終わるかもしれないというGrossの予測は、新しい物理方程式に基づくものではなく、人間の行動や政治的な不安定さに対する彼自身の観察に基づいている。この時計を見つめているのは彼だけではない。Bulletin of the Atomic Scientists(原子力科学者会報)は現在、終末時計を「残り90秒」に設定しており、これは過去最も近い時間である。物理学者から見れば、世界は平衡を失ったシステムのように見えるのだ。

皮肉なことに、Grossが先駆けて理解に貢献した物理学――原子核の理解――こそが、私たちの破滅をもたらすツールを提供している。私たちは原子の力を制御下に置いたが、それらを支配する人々の衝動を制御することはできていない。Grossは、自分の時間が現在、宇宙の最も難解な問題を解こうとすることと、その答えを聞き届けるまで生き残る必要があると人々に説得することの二つに分断されていると示唆している。

彼の警告には独特の苛立ちが込められている。それは、宇宙の裏側に隠された美しさを見てきた男が、顔を上げた瞬間に、乗客が車を衝突させようとしているのを目撃した時の声である。量子重力理論への最大の障壁は、賢い人材や数学の不足ではなく、時間(時計)であると彼は主張する。私たちは文字通り、賢くなるための時間を使い果たそうとしているのだ。

未完の交響曲の代償

もしGrossの言うことが正しければどうなるだろうか。人類が50年のハードルを越えられなければ、私たちは未完成の現実の地図を遺すことになる。粒子を特定し、力を解明し、ビッグバン直後の最初の瞬間さえも垣間見た。しかし、銀河の誕生から瞬きに至るまで、すべてを説明し得る単一の方程式――究極の統一理論――は、幻のまま終わるだろう。

一部の批判者は、Grossは過度に劇的すぎると主張する。彼らは、人類が冷戦やキューバ危機、その他数え切れないほどの「終末」シナリオを生き延びてきたことを指摘し、科学は分断された世界においても発展し続けるだろうと示唆する。しかし、Grossが主張したいのは、私たちが現在行っているような科学――CERNやジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のような数十億ドル規模の多国籍プロジェクト――は、核の緊張と孤立主義によって定義される世界では存続し得ないということだ。

知性への動員令

Grossが純粋な物理学から実存的な警告へと転換したことは、科学者が真空の中に住んでいるわけではないという事実を思い出させる。彼が受け取った300万ドルの賞金は、好奇心を持ち、協力し、無限の謎に焦点を合わせるという、私たちが最高の状態にある時に達成できることの証である。しかし、彼のスピーチは、私たちが最悪の状態にある時に何が起こるかを思い出させるものだった。

彼が提示する課題は、同僚の物理学者たちにもっと早く研究を進めろというだけの話ではない。それは、物理学者たちが研究を続けられる世界を維持するという、私たち全員に対する課題である。私たちは、T=0から今日まで、宇宙の歴史の全貌を理解する可能性を持つ最初の人類世代である。もし私たちが、その実験を終わらせる価値がないと判断する世代であったとしたら、それは宇宙的な冗談でしかないだろう。

Grossは数学を諦めてはいない。彼は今も超弦理論に取り組み、想像しうる最短の距離で時空がどのように振る舞うかを解明しようとしている。しかし、彼の眼差しは今、しっかりと地平線を見つめている。彼は、私たちの未来の方程式において最も重要な変数は、重力でも強い力でもなく、私たち自身であることを知っている。もし神の秘密を知りたいのなら、私たちはまず、霊長類の衝動を生き延びなければならないのだ。

James Lawson

James Lawson

Investigative science and tech reporter focusing on AI, space industry and quantum breakthroughs

University College London (UCL) • United Kingdom

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Readers Questions Answered

Q デビッド・グロスとはどのような人物で、物理学への主な貢献は何ですか?
A デビッド・グロスは、現実の基本法則を解明した功績で知られる、ノーベル賞受賞者の理論物理学者です。クォークがどのように相互作用するかを説明する強い核力の性質「漸近的自由性」を共同発見したことで最も有名です。この発見は量子色力学の基礎となりました。近年、彼は亜原子の世界の理解と超弦理論の追求における長年の業績が評価され、300万ドルのブレイクスルー賞を授与されました。
Q 漸近的自由性とは何ですか?また、それはクォークの振る舞いをどのように説明しますか?
A 漸近的自由性とは、クォーク同士が近づくにつれてクォーク間に働く力が弱まり、近距離ではほぼ独立して動けるようになるという物理現象のことです。逆に、クォークを引き離そうとすると、引き伸ばされたゴムバンドのように、その引力はますます強くなります。この発見により、クォークが自然界で孤立した粒子として観測されることはなく、常に陽子や中性子の中に閉じ込められている理由が説明されました。
Q デビッド・グロスはなぜ人類文明の未来を懸念しているのですか?
A 科学に対して楽観的な見方を持つ一方で、グロスは核戦争や政治的不安定性により、今後50年以内に人類が崩壊する可能性が高いと警告しています。彼は、現在の時刻が「終末時計」の午前零時まで残り90秒であることを、極めて不安定な世界情勢の証拠として挙げています。彼は、人類は原子の物理学を習得した一方で、それらの技術による自滅を防ぐために必要な人間的衝動を制御することには失敗していると主張しています。
Q 世界的な不安定さは、科学者が宇宙の謎を解明することをどのように妨げる可能性がありますか?
A グロスは、重力と量子力学を統合するような理論物理学の最終段階には、大規模な国際協力とCERNのような高価なインフラが必要であると説明しています。孤立主義や核紛争によって特徴づけられる世界では、このような多国間の努力を維持することはできません。もし文明が崩壊すれば、現実世界の完全な地図を求める探求は未完のままとなり、人類最大の知的な追求は、二度と完成することのない未完の交響曲として残されることになるでしょう。

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