Yudkowsky Sequences 日本語訳
非公式日本語訳 — 原著者・発行元による公式の翻訳ではありません

Eliezer Yudkowsky — 非公式日本語訳

多世界、一つの最良の推測

Many Worlds, One Best Guess

光子、電子、水素原子、レーザーといった数多くの微視的な物理現象、そして既知の実験装置をさらに百万ほど眺めてみれば、(重力について尋ねないかぎり)あらゆる小さなものを支配しているように見える単純な法則を考え出すことができる。これらの法則は、私が「振幅分布」と呼んできた、きわめて抽象的で数学的な対象の時間発展を支配する。ただし、より一般には「波動関数」と呼ばれている。

さて、こうした小さな事例をすべて覆う適切な一般化については、ぞっとするような問いがある。ある物体が2020年1月1日より前には緑色に見え、それ以後は青色に見えるなら、その物体を「グルー」と呼ぶことにしよう。これまで調べたすべてのエメラルドが緑色に見えたとき、適切な一般化は「エメラルドは緑色である」なのか、それとも「エメラルドはグルーである」なのか?

答えは、「エメラルドは緑色である」が適切な一般化だ、というものである。今ここで、その論拠に立ち入るつもりはない。本稿の主題ではないし、この場合は明白な答えがたまたま正しいからだ。真の「道」は愚かではない。論理をどれほど巧妙に操ろうとも、最終的には誤った答えではなく正しい答えに到達しなければならない。

同じような意味で、観察された微視的現象だけを覆う最も単純な一般化は、「すべての電子のスピンは1/2である」という形をとる。「すべての電子のスピンは2020年1月1日以前には1/2である」でもなければ、「すべての電子のスピンは、重さが1グラムを超える量子もつれ系の一部でないかぎり1/2である」でもない。

巨視的現象へ目を向けると、私たちの視界は曇る。水素原子の波動関数を実験できるのと同じようには、人間の波動関数を実験できない。どのような場合にも、小さな量子スキャナーで波動関数を実際に読み取れるわけではない。しかし、たとえば人間の場合、生体全体が巨大であるため、精密な計算や精密な実験を行う能力が及ばない。量子方程式が細部まで厳密に従われていることを確認できないのである。

一般に「量子的」と考えられている現象が、多数の微視的対象を集めただけで消えてしまうわけではないことはわかっている。レーザーは、たとえばまるで別のことをするのではなく、コヒーレントな光子の奔流を放つ。原子は量子論が予測する化学的性質を備えており、そのおかげで結合して、人間を構成する安定した分子になれる。

したがって一つの意味では、量子法則がそれほど違いを生じることなく巨視的な階層まで積み上がっていることを示す証拠は大量にある。バルク化学は今なお機能する。

だが、人間を構成する粒子が、最も単純な量子法則の述べるとおり厳密に振る舞う集合的な波動関数を持つことは、直接には検証できない。もちろん、分子や原子が崩壊しないことも、巨視的な鏡が今なお中央で反射することも知っている。微視的領域と巨視的領域が同じ法則に支配されると仮定すれば、数多くの高水準の予測を導き出せる。そして、検証された予測はすべて的中してきた。

しかし、巨視的な量子像は、まだ検証できない何らかの細部で微視的な量子像と異なる——微視的相互作用では測定不能な小数第20位にしか現れないが、巨視的相互作用では集積して大きな効果になる——と誰かが主張したとしても、その人が間違っていると証明することはできない。ここでオッカムの剃刀はこう言う。「小数第20位に新たな基本法則をいくらでも仮定できるのに、なぜよりによってその一つ考えているのか?」

既知のあらゆる事例を支配する最も単純な法則で計算すると、人間も量子重ね合わせ状態に至ることがわかる。それは光子が、半透鏡で反射する状態と透過する状態との重ね合わせになるのと同じである。シュレーディンガーの猫の設定では、不安定な原子が崩壊する状態と崩壊しない状態との重ね合わせになる。原子に合わせて調整されたセンサーは、作動する状態と作動しない状態との重ね合わせになる。(実際には、この重ね合わせは今や[原子が崩壊 × センサーが作動]+[原子が安定 × センサーが非作動]という共同状態である。)センサーにつながれた爆薬は、爆発する状態と爆発しない状態との重ね合わせになる。箱の中の猫は死んでいる状態と生きている状態との重ね合わせになり、箱の中をのぞく人間は、吐く状態と平静でいる状態との重ね合わせになる。すべての階層で同じ法則である。

重ね合わせ系と相互作用する人間自身もまた、重ね合わせへと発展する。しかし、爆発した猫を見る脳と、生きた猫を見る脳とでは、異なる発火をするニューロンが多数あり、それゆえ非常に多くの粒子が異なる位置にある。両者は配置空間上で非常に遠く離れており、指数関数的に無限小の程度しか通信しない。小数第30位ではなく、小数第1030位である。ぼやけた猫の重ね合わせを見る特定の心や、特定の認知的因果過程など存在しない。

「あなた」が、生きた猫または死んだ猫の一方しか見ないように思えるという事実こそ、最も単純な量子法則が予測するものである。したがって、これまでの経験から見て、巨視的階層と微視的階層とで量子法則が何らかの意味で異なると信じる理由はない。

そして物理学者たちは、しだいに大きな階層で重ね合わせを検証してきた。どうやら現在、ほとんどのニューロンより大きい50ミクロンの物体で重ね合わせを検証する試みが進行中らしい。

私たちの別の版、さらには別の地球の存在を、追加で仮定しているのではない。異なる法則を仮定する理由がなく、これまでの実験的検証がすべて成功しているので、単にあらゆる階層を同じ法則が支配すると仮定しているだけである。他のデコヒーレントな地球の存在は、既知の事実すべてに合う最も単純な一般化からの論理的帰結である。オッカムの剃刀によれば他の世界は増殖させられた「不要な実体」だと考えるなら、確率論の数学を確認すべきである。オッカムの剃刀はまったくそのように働かない

それでも、微視的法則を、重ね合わせ状態の人間を含めて普遍的に拡張しようとすると、奇妙に思える一つの難問がある。

もし異なる観察者の数を数えることで確率を得ようとするなら、波動関数の絶対値二乗の積分が、統計的な実験結果と相関する明白な理由はない。ボルン確率が成り立つ既知の理由はなく、観察者をただ数えるだけなら、どの二値量子実験についても、両方の結果へ進む確率はアプリオリには50対50だと予想するようにさえ思える。

ロビン・ハンソンは、平均より指数関数的に小さいデコヒーレントな振幅の塊(「世界」)が、より大きな塊からの指数関数的に小さい漏れと干渉するなら、ボルン確率を再び導けると提案している。私はこれを興味深い可能性だと考えている。あまりにも普通だからである。

(私自身は最近、別の筋道を考えていた。明白と思われる仕方で観察者を数えようとすると、量子物理学の場合だけでなく一般に奇妙に思える結果になる。たとえば、麻酔をかけられたまま宝くじに当たることを条件として、私が自分の脳を一兆個の似た部分へ分割し、それぞれの自己を目覚めさせ、互いにわずかに異なることを許し、その後もう一度すべてを一つの自己へ統合するとしよう。明白と思われる仕方で観察者を数えると、私は自分を宝くじに当選させられるはずだということになる(アップロードされた心ならできるかもしれないように、脳を分割して統合できるならば)。

この点に関連して、ボルン則には分割・再統合問題がないことを、私は非常に興味深く思う。ユニタリ量子物理学を前提とすると、ボルン則は「観察者」が超能力を持つことを防ぐ唯一の規則である——これはボルン則を説明するものではないが、確かに興味深い事実である。ボルン則を前提とすれば、世界を分割して再統合しても、なお一貫した確率に至る。物理学は私より優れた人間原理を用いているのかもしれない!

アプリオリに推論しようとする代わりに、物理学から手がかりを得て、それがどこへ導くかを見るべきなのだろうか? だが私はまだどこにも導かれていない。したがって、これは到底「答え」とはいえない。)

ウォレス、ドイッチュらは、意思決定理論からボルン則を導出しようとしている。私はこれをかなり疑っている。というのも、「私に何が起こるのか」には、自分の効用関数を変更しても変えられない要素があるように思えるからだ。量子宝くじに当たらなかった世界を私がまったく気にかけなかったとしても、なお、私は宝くじに当たらなかった世界で「ほとんどの場合」目覚める、という意味があるように思える。説明を必要とするのはこれだと私は考えている。

要点は、ボルン確率について多くの仮説が提案されてきたということだ。この謎は長いあいだ誤って「解決済み」と印を付けられていたため、本来あるべきほど多くはない。それでも、多くの提案がなされてきた。

新たな基本法則なしにボルンの難問を解決できるという、正当な希望はある。光子センサーの液晶画面に「吸収」または「透過」と表示された、まさにその時点で、あなたの世界がきっかり二つの新たな部分過程へ分裂するわけではない。私たちは常に重ね合わされ、デコヒーレンスを起こしている。ときには連続的な次元に沿ってそうなる——もっとも脳はデジタルであり、ニューロン全体の発火を伴う。そして発火/非発火は、一個のニューロンについてさえ、きわめてデコヒーレントな状態となるだろう……。新たな基本原理なしでも、ボルン統計を説明する何か予想外のもの——観察者の人間原理的重みについての理解の改善、あるいは脳の重ね合わせについての理解の改善——が入り込む余地はあるように思える。

とはいえ、新たな基本法則がボルン統計に関与している可能性を排除することはできない。

ジェス・リーデルが述べるように、

物理学の歴史から学べる教訓が一つあるとすれば、新しい実験的「領域」(たとえば、大きな速度、小さな寸法、大きな質量密度、大きなエネルギー)が探究されるたび、新たな理論(それぞれ特殊相対性理論、量子力学、一般相対性理論、標準模型)へつながる現象が観察されてきた、ということである。

「毎回」は言いすぎである。揚げ足取りではあるが、同時に重要な点でもある。新しい領域で特定の法則が破綻すると、ただ仮定することはできない。しかし、新たな基本法則がボルン統計に関与し、その法則が微視的階層では小数第20位にしか現れず(したがって、これまで検出できず)、巨視的階層では集積して実質的な効果を持つ可能性はある。

世界を一つだけにする、まだ発見されていない何らかの法則がありうるだろうか?

これは衝撃的な考えである。他の世界にいる私たちの双子たち——量子測定を行う人間の研究者だけでなく、通常のエントロピー過程によっても絶えず分岐する、私たち自身のあらゆる異なる版——が、実際にはすべて消え去り、私たちだけが取り残されていることを意味するからだ! この版の地球が、局所空間に存在する唯一の版となる! もし宇宙論のインフレーション・シナリオが誤りだと判明し、宇宙の位相が有限かつ比較的小さい——したがって、指数関数的に巨大な宇宙なら存在するはずの遠方の複製が地球にはない——のなら、この地球はどこにも一つしか存在しない地球かもしれない。これはいささか不安になる考えである!

だが、それについて考える具体的理由のない特定の仮説に、あまりにも焦点を当てるのは危険である。これは、現代遺伝学の難問を手当たり次第に拾い上げ、「ほら、神がやったに違いない!」と言うインテリジェント・デザイン派と同じ根本的誤りである。なぜ無数にありうる他の説明ではなく「神」なのか? 密かに最初からわかっていた見つけたい答えがなければ、神の介入を仮定するよりはるか前に、他の説明を思いついていたはずである。

「世界は一つしかないかもしれないか?」と問うことすらすべきではない。ただ物理学を進め、新たな証拠が要求した場合にのみ、その特定の問題を持ち出すべきである。

宇宙に特権的な中心を与え、それがたまたま地球と一致する、まだ知られていない何らかの基本法則がありうるだろうか——それによって、コペルニクスがずっと間違っており、聖書が正しかったと証明されるのだろうか?

宇宙の中心がプロキシマ・ケンタウリであるとか、宇宙にはお気に入りのピザのトッピングがあり、それはペパロニだと判明するといった無数の他の問いではなく、その特定の問いを発することは、あなたの隠れた意図を露呈する。そして、理解の浅い者にはわからないかもしれないが、宇宙空間を移動する地球について回るような特権的中心を宇宙に与えることは、数学的に単純な基本法則ではかなり難しいだろう。

世界が一つしかないかもしれないと問うことも同様である。それは、すでに誤りだと証明された人間の直観への感傷的な執着を露呈する。科学の車輪は回る。しかし、後戻りはしない。

世界は一つだけだという考えを強く疑う具体的理由が、私たちにはある。「一つの世界」という概念は、宇宙における地球の位置と同じく、より高い組織化の階層に存在する。量子階層には確固とした境界がない(もっとも、ニューロン全体の発火が異なる脳同士は、確かにデコヒーレントである)。基本的な物理法則は、どうやって高水準の世界一つを識別するのだろうか?

さらに遥かに悪いことに、生き残る世界が一つしかなく、どの測定にも一つの結果しかない物理的シナリオは、特殊相対性理論に違反する

あらゆる階層で同じ法則が成り立つなら——すなわち、多世界解釈が正しいなら——量子もつれした偏光光子対の一方を測定すると、あなたはその光子が、たとえば上下方向に偏光している世界に行き、別の版のあなたは光子が左右方向に偏光している世界に行く。測定前のあなたの視点では、確率は50対50である。何光年も離れた場所で、別の誰かが、あなたの測定基底に対して20°の角度で、もう一方の光子を測定する。その人の視点でも、直ちに得られるそれぞれの結果の確率は50対50である。あなたが何をしようと、その人は遠く離れたあなたの場所との一般化された量子もつれについて、不変な状態を保つ。しかし何年か後に二人が会うとき、同じ結果を得た友人に会う確率は50%ではなく11.6%である。

大域的な世界が一つしかないなら、どの量子測定にも一つの結果しかない。光子を上下方向に偏光していると測定するか、左右方向に偏光していると測定するかのどちらかであり、両方ではない。何光年も離れた場所にいる他者が、20°回転した基底で同様の偏光を測定する確率は、実際に50対50から11.6%へと変化する

これを、もともとそこにあった性質を単に明らかにした事例と解釈することは到底できない。それはベルの定理によって排除されている。二つの量子測定がどちらも一つの結果しか持たず、しかも両方の測定が事前に決定されていて、互いに影響しないという、一貫した宇宙観はありそうにない。何かが光より速く、実際に変化しなければならない。

そしてこれは、収縮理論だけでなく、大域的な世界を一つだけ与える、ありうるあらゆる理論に対する完全に一般的な反論に見える! 測定が一つの結果を持ちながら、局所的に決定される(局所的にランダムに決定される場合さえ含む)という一貫した見方は存在しない。何らかの謎めいた影響が、空間的に隔たった間隙を越えなければならない。

これは些細な問題ではない。「その影響は、時間を遡って量子もつれした光子が生成された時点へ行き、そこから時間を進んでもう一方の光子へ行く。だから実際には空間的に隔たった間隙を決して越えない」と手を振って言っても、窮地を脱することはできない。(この見解は真面目に提唱されてきた。大域的世界が一つだけだと仮定することで生じるパラドックスの大きさが、これでいくらかわかるだろう!)一方の測定が他方を変えなければならないなら、どちらの測定が先に起こるのか? 大域的な同時性の空間があるのか? 両方の測定をともに「先」に起こすことはできない。ベルの定理のもとでは、局所情報によって観察結果を説明する方法がないからである、等々。

ちなみに、この実験はすでに行われている。謎めいた影響が存在するなら、スイス・アルプスの基準系では光速の600万倍で伝わらなければならない。また、二つの光子を、それぞれの測定が「もう一方より先」に起こることになる基準系で測定しても、その謎めいた影響は気にしないことが実験で示されている。

特殊相対性理論は、私たち人間には直観に反するように思える——まるで恣意的な速度制限であり、時間を遡ってからもう一度前へ進めば回避できるかのようだ。当局に犯罪を隠しおおせたなら、違反の訴追を免れられる法則であるかのように見える。

しかし特殊相対性理論が本当に述べているのは、空間と時間についての人間の直観が単に間違っているということである。大域的な「今」は存在せず、空間的に隔たった場所のあいだに「前」も「後」も存在しない。大域的な世界を一つ、原理的にでさえ視覚化できるという感覚は、特殊相対性理論を腹の底から理解していないことに由来する。そうでなければ、物理が遠方との量子もつれの不変な状態を保ちながら局所的に進行すること、そして大域的に一つの世界を支えるために必要な情報が、単に局所には存在しないことは明白だろう。

この一見非の打ちどころのない論理に欠陥がある可能性はある——ベルの定理と相対性理論を適用して大域的世界が一つである可能性を排除する私の議論に、私の気づいていない何らかの隠れた仮定が含まれているかもしれない——

——しかし、単一世界理論が今や背負わなければならない立証責任を考えてほしい! そもそも大域的世界が一つだと疑う理由はまったくない。現在の物理学はそう述べていない! 大域的な単一世界とは、普遍的な絶対時間という観念と同じく、反証された古代からの人間の直観である。重ね合わせの原理は半透鏡にさえ見える。実験は、しだいに大きな重ね合わせの階層でその反証を検証している——だが何よりも、大域的な単一世界という仮説を特権化する理由は、もはやまったくない。その人間的直観を支えていた梯子は、下から引き抜かれたのである。

巨視的世界が一つだという実験的証拠はない(微視的世界が重ね合わされていることはすでにわかっている)。そしてその見通しは、必然的に特殊相対性理論に違反するか、さらに奇跡的に思える飛躍をして、一見非の打ちどころのない論理に違反するかのどちらかである。もちろん後者のほうが、実際にははるかにありそうではある。しかし絶対的な意味でそれほどありそうなわけではない。実験的証拠なしに、恣意的な論理上の奇跡を仮定しなければならないのは、一般に悪い兆候である。

量子非実在論についていえば、私には「刑務所から無条件で釈放」カードにすぎないように見える。「どうせ何一つ実在しないのだから、特殊相対性理論に違反しても構わない!」方程式が、文字どおり何の理由もなくこれほど優れた予測を与えると仮定するのは合理的でない。ベルの定理は、量子論が局所的に決定論的な何かについての不完全な知識を表している、という明白な可能性を排除する。

さらに、巨視的デコヒーレンスは、何が起きているかについて完全に実在論的な理解を与える。その中では、方程式が現実を映すからこそ、これほど優れた予測を与える。したがって、量子方程式は単に「無意味」であり、それゆえ特殊相対性理論に違反してもよく、結局は大域的な世界を一つ持てるという考えは、必要ではない。私には、量子非実在論は「無意味!」のような意味論的停止標識を中心に築かれた巨大なはったりに見える。

複数の地球の存在は、科学上の他のどの真理とも同程度に確立している、とまで言い切るのは安全でない。量子的な他世界の存在は、私たちの大半が自分で観察できる木の存在ほどには確立していない。

あの小数第20位に、巨視的事象では集積して大きな効果となる何かがあるかもしれない。大域的な単一世界を支える情報は局所的に利用できないため、大域的な世界が一つなら特殊相対性理論に違反せざるをえない、という鉄壁に見える論理に抜け穴があるかもしれない。そして空飛ぶスパゲッティ・モンスターが私たちをからかっているだけで、私たちの知る世界が嘘であるかもしれない。

したがって、複数の地球の存在について言えるのは、たとえば「回転するブラックホールは角運動量保存則に違反しない」という命題と同程度に、合理的に見て確からしいということである。空間の回転対称性に関係するきわめて根本的な理由から、角運動量保存則は物理の根底にある本性へ組み込まれていると考えられる。そして、より高エネルギーの領域で、古い一般化にこの特定の違反が起きると疑う具体的理由はない。

だが、私の知るかぎり、回転するブラックホールについて角運動量保存則を実際に確認したわけではない——私の知るかぎりでは。(そして、ここで部分的知識しかない状態での合理的推測について語っているのだから、仮に観察が行われていても私がまだ知らないなら、要点はまったく同じである。)ブラックホールは、より大きな質量の領域である。したがって、ブラックホールが法則に従うことは、私のトイレが水を流すとき角運動量を保存することほどには確実でない。考えてみれば、こちらも確認したことはないのだが……。

それでも、無数の他の可能性ではなく、間違ってこの特定の可能性一つについて考えすぎるなら——とりわけ、角運動量がなぜ保存されるのかという根本的理由を理解していなければ——「回転するブラックホールは角運動量保存則に違反する」という説が、真でありうるもっともらしそうな理由を次々に思いつくにつれて、ますますもっともらしく見え始めるだろう。

しかし、その合理的確率はとてつもなく小さい。

地球が一つしかないという合理的確率も同様である。

私が多世界を自明の事実であるかのように語る習慣を説明するため、これを述べた。必要な理解がすべて正しく整っているなら(ごく基礎的な量子物理学を理解し、オッカムの剃刀の形式的確率論を知り、特殊相対性理論を理解している、等々)、多世界は自明の事実である。実のところ私にとっては、回転するブラックホールが角運動量保存則に従うはずだという命題より、はるかに自明である。

多世界が、違反するには魔法を必要とする物理学の直接的予測として普遍的に承認されていない。その唯一の理由は、この地球の科学史における偶然の出来事により、観察不能で光より速い魔法の「収縮」が他の全世界をむさぼり食うという、フロギストンに似た理論が、学界で確固たる地位を得たことである。また、多くの学界の物理学者は、物理学から不可視の天使を追放する通常の方法であるオッカムの剃刀を、数学的に把握していない。そこで、多世界に出会い、それが世界は一つしかないという(根拠を失った)直観と衝突すると、彼らは「ああ、それは実体を増殖させている」と言う——確率論としてはまったくの誤りなのだが——そして日常生活へ戻っていく。

私は学界にいない。自明なことを理解していないが、私の学術論文を査読することになる年長の物理学者に、平身低頭するよう強いられてはいない。「他の地球をめぐるSF話」で学生を怖がらせたという理由で、終身在職権を拒まれる恐れもない。が率直に語れないなら、誰が語れるというのか?

ならば、自らはあえてそう言えないあらゆる物理学者に代わって、きわめて明確に述べよう。現在の証拠の状態を前提とすれば、多世界解釈の圧勝である。二つのトップクォークが衝突したときエネルギー保存則に違反する仕方で崩壊すると仮定する理由がないのと同じく、地球が一つしかないと仮定する理由もない。未知の基本法則だけでは足りない。魔法が必要なのである。

論争はすでに終わっているべきである。50年前に終わっているべきだった。証拠の状態はあまりにも一方に偏っており、これ以上の論争を正当化できない。この問題に均衡はない。教えるべき合理的論争は存在しない。確率論の法則は法則であり、提案ではない。この証拠から導かれる最良の推測に、融通の余地はない。私たちの子どもたちは、21世紀初頭になっても私たちがこのことをめぐってなお議論していたという事実を振り返り、私たちが正気でなかったと正しく推論するだろう。

私たちは自明なことを見抜けず、あまりにも長くこの地球に恥をかかせてきた。だから私は、自分の地球の名誉のため、多世界の存在を確立した事実であるかのように書く。なぜなら、それは確立した事実だからである。残る唯一の問いは、この世界の人々が信念を更新するまでにどれほどかかるか、ということだけだ。