多元宇宙で生命を求めて。複数の宇宙は同じ宇宙である可能性がある並行宇宙理論

いくつかの重要な歴史的出来事の結果が違っていたら、今日の世界はどのように構成されていたかについて、どのくらいの頻度で考えますか? たとえば恐竜が絶滅していなかったら、私たちの地球はどうなっていたでしょうか? 私たちのあらゆる行動や決断は自動的に過去の一部になります。実際、現在というものは存在しません。この瞬間に私たちが行うことはすべて変えることができず、それは宇宙の記憶に記録されます。しかし、私たちがまったく異なる人生を送っている多くの宇宙が存在するという理論があります。つまり、私たちの行動のそれぞれは特定の選択に関連付けられており、私たちの宇宙でこの選択を行うと、並行宇宙では「もう一人の私」が現れるのです。逆の決断をする。このような理論は科学的な観点からどの程度正当化されるのでしょうか? なぜ科学者たちはそれに頼ったのでしょうか? 私たちの記事でそれを理解してみましょう。

多くの世界の宇宙の概念

確率世界集合の理論は、アメリカの物理学者ヒュー・エベレットによって最初に言及されました。彼は物理学の主要な量子の謎の 1 つに対する解決策を提供しました。ヒュー・エベレットの理論に直接進む前に、何十年も世界中の物理学者を悩ませてきたこの量子粒子の謎が何であるかを理解する必要があります。

普通の電子を想像してみましょう。量子物体として、同時に 2 つの場所に存在できることがわかりました。この性質を 2 つの状態の重ね合わせと呼びます。しかし、魔法はそこで終わりません。たとえば、電子の位置を何らかの形で特定したいと思ったときに、それを別の電子でノックダウンしようとすると、量子的にはそれが普通になります。電子が点 A と点 B の両方にいたのに、ある瞬間に突然 B にジャンプしたということはどのようにして可能でしょうか?

ヒュー・エベレットは、この量子の謎についての解釈を提供しました。彼の多世界理論によれば、電子は 2 つの状態で同時に存在し続けます。すべては観察者自身に関するものです。今、彼は量子物体に変わり、2 つの状態に分けられます。それらのうちの1つでは、彼は点Aにある電子を見、もう1つは点Bにあります。2つの平行した現実があり、観察者がどちらの中に自分自身を見つけるかは不明です。現実への分割は 2 番目に限定されません。現実の分岐は出来事の変化にのみ依存します。ただし、これらすべての現実は互いに独立して存在します。観察者としての私たちは、自分自身がひとつの中にいて、そこから離れることも、並行するものに移行することも不可能であることに気づきます。

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この概念の観点から、物理学史上最も科学的な猫、シュレディンガーの猫を使った実験が簡単に説明されます。量子力学の多世界解釈によれば、鋼鉄の部屋にいる哀れな猫は生きていると同時に死んでいる。この部屋を開けると、あたかも私たちが猫と融合して、交わることのない生きている状態と死んだ状態の 2 つの状態を形成しているかのようです。 2 つの異なる宇宙が形成されます。1 つは死んだ猫を観察する観察者、もう 1 つは生きている猫を観察する世界です。

多世界の概念は、多くの宇宙の存在を意味するものではないことにすぐに注意してください。それは 1 つであり、単に多層であり、その中の各オブジェクトは異なる状態になる可能性があります。このような概念は実験的に確認された理論とは言えません。今のところ、これは量子の謎を数学的に説明したものにすぎません。

ヒュー・エベレット氏の理論は、オーストラリアのグリフィス大学の物理学者で教授のハワード・ワイズマン氏、グリフィス大学量子力学センターのマイケル・ホール博士、カリフォルニア大学のダークアンドレ・デッカート博士によって支持されている。彼らの意見では、並行世界は実際に存在し、さまざまな特徴を備えています。あらゆる量子の謎やパターンは、隣接する世界の相互の「反発」の結果です。これらの量子現象は、それぞれの世界が他の世界と異なるように発生します。

平行世界の概念と弦理論

学校の授業で、物理学には一般相対性理論と場の量子論という 2 つの主要な理論があることをよく覚えています。 1つ目はマクロの世界での物理プロセスを説明し、2つ目はミクロの世界で説明します。これらの理論の両方を同じ尺度で使用すると、互いに矛盾することになります。すべての距離とスケールに適用される何らかの一般理論が存在するのは論理的であるように思えます。そのため、物理学者は弦理論を提唱します。

実際のところ、非常に小さなスケールでは、通常の弦からの振動と同様の特定の振動が発生します。これらの弦にはエネルギーがチャージされています。「文字列」は文字通りの意味での文字列ではありません。これは、粒子、物理定数、およびそれらの特性の相互作用を説明する抽象概念です。この理論が生まれた 1970 年代、科学者たちは、この理論が世界全体を説明する普遍的なものになると信じていました。しかし、この理論は 10 次元空間でのみ機能することが判明しました (そして私たちは 4 次元空間に住んでいます)。空間の残りの 6 つの次元は単純に崩壊します。しかし、結局のところ、それらは単純な方法では折りたたまれません。

2003 年、科学者たちは、膨大な数の方法で崩壊する可能性があり、それぞれの新しい方法で異なる物理定数を持つ独自の宇宙が生成されることを発見しました。

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多世界の概念と同様、弦理論を実験的に証明することは非常に困難です。さらに、理論の数学的装置は非常に難しいため、新しいアイデアごとに数学的説明を文字通りゼロから探さなければなりません。

数学的宇宙仮説

宇宙学者でマサチューセッツ工科大学教授のマックス・テグマークは、1998 年に「万物の理論」を提唱し、それを数学的宇宙の仮説と呼びました。彼は、多数の物理法則が存在するという問題を独自の方法で解決しました。彼の意見では、数学の観点から一貫したこれらの法則の各セットは、独立した宇宙に対応します。この理論の普遍性は、さまざまな物理法則と物理定数の値をすべて説明するために使用できることです。

テグマークは、彼の概念に従って、すべての世界を 4 つのグループに分けることを提案しました。 1 つ目には、宇宙の地平線の彼方に位置する世界、いわゆるメタ銀河系外の天体が含まれます。 2 番目のグループには、私たちの宇宙とは異なる他の物理定数を持つ世界が含まれます。 3つ目は、量子力学の法則の解釈の結果として現れる世界です。 4 番目のグループは、特定の数学的構造が現れるすべての宇宙の特定のセットです。

研究者が指摘しているように、宇宙は無限であるため、私たちの宇宙が唯一のものではありません。私たちが住むこの世界は、ビッグバンから 138 億年後に私たちに届いた光である宇宙によって制限されています。他の宇宙からの光が私たちに届くまで、少なくともあと10億年以内には、私たちは他の宇宙について確実に知ることができるようになるでしょう。

スティーブン・ホーキング博士：ブラックホールは別の宇宙への道である

スティーブン・ホーキング博士も多宇宙説の提唱者です。私たちの時代で最も有名な科学者の一人が、1988 年に初めてエッセイ「ブラックホールと若い宇宙」を発表しました。研究者は、ブラックホールは別の世界への道であると示唆しています。

スティーブン・ホーキング博士のおかげで、ブラックホールはエネルギーを失って蒸発し、研究者自身の名前にちなんで名付けられたホーキング放射を放出する傾向があることがわかっています。偉大な科学者がこの発見をする前、科学界はブラックホールに落ちたものはすべて消滅すると信じていました。ホーキング博士の理論はこの仮定を否定します。物理学者によると、仮説によれば、ブラックホールに落ちたあらゆる物体はそこから飛び出し、別の宇宙に行き着くという。ただし、そのような旅は一方通行であり、戻る方法はありません。

あなたはユニークですか？あなたの世界の認識において、答えは簡単です。あなたはこの地球上の他のすべての人とは異なります。私たちの宇宙はユニークなのでしょうか？複数の現実または並行宇宙の概念は、この答えを複雑にし、課題を提起します。宇宙と私たち自身について何を知っているのでしょうか?

潜在的な複数の宇宙の 1 つのモデルは、多世界理論と呼ばれます。この理論は、現実ではなく SF 映画の中に属するほど、奇妙で非現実的であるように思えるかもしれません。しかし、その有効性を決定的に否定できる実験はありません。

平行宇宙仮説の起源は、1900 年代初頭の量子力学の考え方の導入と密接に関連しています。小宇宙を研究する物理学の分野である量子力学は、ナノスケールの物体の挙動を予測します。物理学者は、量子物質の挙動を数学的モデルに適合させるのに苦労してきました。たとえば、小さな光線であるフォトンは、水平方向に前後に移動しながら、垂直方向に上下に移動できます。

この動作は、肉眼で見える物体とはまったく対照的です。私たちが見るものはすべて、波または粒子として動きます。物質の二重性に関するこの理論はハイゼンベルク不確定性原理 (HEP) と呼ばれ、観察という行為が速度や位置などの量に影響を与えると述べています。

量子力学に関連して、この観測効果は、測定中の量子物体の粒子または波形に影響を与える可能性があります。ニールス・ボーアのコペンハーゲン解釈など、将来の量子理論では、観察される物体は二重の性質を保持しておらず、1 つの状態のみになり得ると主張するために PNG が使用されました。

1954 年、プリンストン大学の若い学生ヒュー・エベレットは、量子力学の一般的なモデルとは異なる根本的な提案を提案しました。エベレットは、この観察が量子問題を提起するとは信じていませんでした。その代わりに、彼は量子物質の観察が宇宙に亀裂を生み出すと主張した。言い換えれば、宇宙はあらゆる確率を考慮してそれ自体のコピーを作成し、これらの複製は互いに独立して存在します。たとえば、ある宇宙の科学者によって光子が測定され、波として分析されるたびに、別の宇宙の同じ科学者はそれを粒子として分析します。これらの各宇宙は、他の平行世界と共存する独自の独立した現実を提供します。

エベレットの多世界理論 (MWT) が正しい場合、それには私たちの人生の認識方法を完全に変える多くの示唆が含まれています。複数の結果が考えられる行動はすべて、宇宙の分裂につながります。したがって、無限の数の平行世界と各人の無限のコピーが存在します。これらのコピーは同じ顔と体を持っていますが、それぞれが異なる経験を受けるため、性格は異なります（一方は攻撃的で、もう一方は受動的である場合があります）。無限の代替現実は、誰も独自の成果を達成できないことも示唆しています。すべての人、または並行世界のその人の別のバージョンは、あらゆることを行ってきました、または行う予定です。

さらに、TMM からは、誰もが不滅であることがわかります。老いが確実な死因となることは決してありませんが、別の現実の中には、抗老化医学が開発されるほど科学技術が進歩している可能性もあります。ある世界で死んでも、別の世界で別のバージョンのあなたが生き残ることになります。

平行世界の最も憂慮すべき結果は、世界に対するあなたの認識が非現実的になることです。一つの平行世界におけるこの瞬間の私たちの「現実」は、他の世界とは全く異なるものとなるでしょう。それは無限で絶対的な真実のほんの小さなフィクションにすぎません。あなたは今この記事を読んでいると信じているかもしれませんが、読まれていないあなたのコピーはたくさんあります。実際、あなたは遠い現実のこの記事の著者ですらあります。それでは、もし私たちがそれらの報酬を失い、他のものを選択する可能性がある場合、賞を獲得して決定を下すことは重要ですか？それとも、実際にはどこかで死んでいるかもしれないのに、より多くのことを達成しようと生きているのでしょうか？

オーストリアの数学者ハンス・モラヴェックのような一部の科学者は、並行宇宙の可能性の誤りを暴こうと試みてきた。モラベックは 1987 年に、クォークを測定する機械に接続された銃を人に向ける、量子自殺と呼ばれる有名な実験を開発しました。トリガーを引くたびに、クォークの回転が測定されます。測定結果に応じて、武器が発砲したりしなかったりします。この実験に基づいて、各シナリオで銃が 50% の確率で人を撃つかどうかが決まります。 TMM が真実でない場合、人間の生存確率は、クォーク測定のたびにゼロに達するまで減少します。

一方、TMM は、実験者が何らかの平行世界で生き残る可能性は常に 100% であり、その人は量子的不死性に直面すると述べています。

クォークを測定する場合、武器が発砲できるか発砲できないかの 2 つの可能性があります。この時点で、TMM は、考えられる 2 つの結末を説明するために、宇宙が 2 つの異なる宇宙に分割されると述べています。武器はある現実では発砲しますが、別の現実では発砲しません。

道徳的理由から、科学者はモラヴェックの実験を平行世界の存在の反証や確認に利用することはできない。被験者はその特定の現実では死亡し、別の平行世界ではまだ生きていることしかあり得ないからである。いずれにせよ、多世界理論とその驚くべき結果は、宇宙について私たちが知っているすべてに疑問を投げかけます。

まだあまり明確ではありませんか？大丈夫です...

科学

私たちが住む宇宙は特別なものではありません。実際、彼女は無限の数の宇宙の 1 つの単位にすぎず、その全体を宇宙と呼びます。 マルチバース。

私たちが多元宇宙に存在するという主張は幻想のように思えるかもしれませんが、その背後には理由があります。 本当の科学的説明。膨大な数の物理理論が、多元宇宙が実際に存在することを個別に示しています。

私たちの宇宙が多元宇宙の一部分にすぎないという事実を裏付ける最も有名な科学理論をよく知っておくことをお勧めします。

1) 無限の宇宙

科学者たちは時空がどのような形をしているのかまだ正確にはわかっていませんが、おそらく この物理モデルは平らな形状をしています(球形やドーナツ形とは対照的に) 無限に広がります。時空が無限であるならば、それはある時点で繰り返されるはずです。これは、粒子は特定の方法で空間と時間に配置でき、その方法の数は限られているという事実によるものです。

それで、十分遠くまで見てみると、 別の自分に出会うかもしれません、というか、無限の選択肢があります。これらの双子の中には、あなたと同じことをする人もいますが、別の服を着たり、異なる仕事に就いたり、人生で異なる選択をする人もいます。

私たちの宇宙の大きさは想像するのが難しいです。光の粒子は、その中心から端まで 137 億年かけて移動します。ビッグバンが起こったのは正確に何年前ですか。 この距離を超えた時空は別の宇宙とみなすことができます。したがって、複数の宇宙が隣り合って存在し、無限に巨大なパッチワークキルトを表します。

2) バブルジャイアントユニバース

科学の世界には、宇宙の発展に関する他の理論もあります。 混沌としたインフレ理論 。この理論によると、宇宙はビッグバン後に急速に膨張し始めました。この過程が懐かしかった 風船を膨らませるガスが充填されているもの。

インフレーションのカオス理論は、宇宙学者アレクサンダー・ヴィデンキンによって最初に提案されました。この理論は、空間の一部の部分が停止している一方で、他の部分は膨張を続けていることを示唆しています。 孤立した「バブル宇宙」の形成を可能にする.

私たちの宇宙は、広大な宇宙の中にある小さな泡にすぎず、その中には同じような泡が無数に存在します。バブルの世界のいくつかでは 物理法則や基本定数は私たちのものとは異なる場合があります。これらの法則は、私たちにとってはむしろ奇妙に思えるかもしれません。

3) 平行世界

ひも理論に由来するもう 1 つの理論は、並行世界の概念があるということです。パラレルワールドという考えは、私たちが想像できるよりもはるかに多くの次元が存在する可能性から生まれています。私たちの考えによれば、今日では、 3つの空間次元と1つの時間。

物理学者 ブライアン・グリーンから コロンビア大学それを次のように説明します。 「私たちの宇宙は、多次元空間に浮かぶ膨大な数の『ブロック』のうちの一つの『ブロック』です。」

また、この理論によれば、宇宙は常に平行であるわけではなく、常に私たちの手の届かないところにあるわけでもありません。時々 彼らは互いに食い込むことができる、ビッグバンを繰り返し引き起こし、宇宙を何度も元の位置に戻します。

4) 娘宇宙 - 宇宙形成のもう一つの理論

量子力学の理論は、素粒子の小さな世界の概念に基づいて構築されており、複数の宇宙が形成される別の方法を示唆しています。クオート力学は世界を確率の観点から説明しますが、最終的な結論を出すことは避けます。

この理論によれば、数学モデルは状況の考えられるすべての結果を想定できます。例えば、右左折できる交差点で、 現在の宇宙は 2 つの娘宇宙を形成します、一方では右に行くことができ、もう一方では左に行くことができます。

5) 数学的宇宙 - 宇宙の起源の仮説

科学者たちは、数学が宇宙を記述するのに有用なツールなのか、それともそれ自体が根本的な現実であり、 私たちの観察は、真の数学的性質の不完全な表現にすぎません。

後者が真実であれば、おそらく私たちの宇宙を形作る特定の数学的構造が唯一の選択肢ではないでしょう。他の考えられる数学的構造は、別個の宇宙に独立して存在する可能性があります。

「数学的構造とは、私たちの知識や概念から完全に独立して記述できるものです。- 話す マックス・テグマーク、この仮説の著者であるマサチューセッツ工科大学の教授。 – 個人的には、どこかに私から完全に独立して存在することができ、たとえそこに人がいなくても存在し続ける宇宙があると信じています。」

宇宙論者であり、最近ロシア語で出版された人気の本「永遠」の著者であるショーン・キャロルが多宇宙について書いています。時間の最終理論を求めて」は、私たちが観測できる領域を超えた宇宙の構造に関する仮説です。

それはどういう意味ですか？光の速度は限られており、宇宙はあらゆる方向に拡大していますが、同時に私たちは宇宙の特定の部分しか見ることができません。そして、その外側の世界が地球の近くと同じように構造化されているということは、決して事実ではありません。仮説として、観測可能な球の外側には、例えば、通常の物質と暗黒物質の全く異なる比率が存在する可能性があります。あるいは、次元数の増加に至るまで、他の物理原理が働いていることさえあります。

もちろん、常識では、宇宙の性質はどこでも同じであるはずです。しかし、非常に大規模な時空の科学である宇宙論にとって、「常識」はあまり良いものではありません。宇宙に存在する既知の物質が、謎に満ちた暗黒物質の数十分の１であるという仮定も常識に反しますが、まさにそのような暗黒物質を主成分とする世界に私たちは生きています。宇宙が私たちの目に見えなくなった場所で劇的に変化しているという考えの問題は、それが珍しいことではなく、そのような考えをテストすることができないということです。

仮想的に異なる物理法則を持つ宇宙を宇宙論的多宇宙と呼びます。このような宇宙は幾何学的に統一されており、ポータルやその他の珍しいものを構築することなく、その任意の 2 つの点の間に連続した線を引くことができるという意味です。そして、この宇宙論的な多宇宙を、たとえば量子力学の多世界解釈における多元宇宙と混同すべきではありません。

多世界量子力学

「宇宙のスケールグリッド」のもう一方の端には、量子力学によって記述される出来事であるミクロの世界があります。私たちは、電子、クォーク、グルーオン、およびそれらの兄弟である素粒子が、私たちが慣れ親しんでいる世界では従わない規則に従って動作することをすでに知っています。したがって、量子力学における各粒子は波と考えることができ、学校の化学の授業ではボールとして描かれる一見「固体」の原子は、障害物に衝突すると波のように散逸します。それぞれの量子物体は数学的には空間に制限された球や点ではなく、空間を通る運動の軌道のすべての点に同時に存在する波動関数として記述されます。特定の場所で検出される確率を計算することしかできません。粒子の運動量、そのエネルギー、スピンなどのより珍しい特性などの量も波動関数から計算されます。この空間を包含する数学的対象は、量子力学とすべての 20 世紀の物理学の基本的な基礎であると言えます。

波動関数と演算子に基づいて行われた計算 (演算子を使用すると、波動関数から特定の量を取得できます) は現実とよく一致しています。たとえば、量子電気力学は、今日、人類の歴史の中で最も正確な物理モデルであり、量子テクノロジーには、レーザー、すべての現代のマイクロエレクトロニクス、私たちが慣れ親しんでいる高速インターネット、さらには多くの医薬品が含まれます。医学も友人と分子間の相互作用をモデル化することで行われます。応用的な観点から見ると、量子モデルは非常に優れていますが、概念レベルでは問題が発生します。

この問題の本質は、量子物体が破壊される可能性があることです。たとえば、フォトン (光の量子) がカメラのセンサーに落ちたり、単に不透明な表面に衝突したりした場合です。この瞬間まで、光子は波動関数によって完全に記述されていましたが、しばらくすると、宇宙に広がった波は消えます。何らかの変化が宇宙全体に影響を与え、光の速度よりも速く起こったことが判明しました（これは起こり得るでしょうか） ?)。これは単一光子の場合でも問題ですが、同じ光源から 2 つの反対方向に放出された 2 つの光子の波動関数はどうなるでしょうか? たとえば、そのような 2 つの光子が遠く離れた星の表面近くで誕生し、そのうちの 1 つが地球上の望遠鏡で捉えられた場合、何光年も離れた 2 つ目の光子はどうなるでしょうか? 形式的には、最初のものと単一のシステムを形成しますが、システムの一部の変更が他のすべての部分に即座に伝達されるシナリオを想像することは困難です。波動関数の消失が概念的な問題を引き起こす量子システムのもう 1 つの例は、有名なシュレディンガーの猫です。これは、確率的な量子プロセスに基づいて、毒のアンプルを壊すか、または毒のアンプルを破壊する装置を備えた閉じた箱の中にあります。そのままにしておきます。箱を開ける前に、シュレーディンガーの猫は生きていることと死んでいることが判明します。その状態は、毒を含むメカニズム内の量子システムの波動関数を反映しています。

量子力学の最も一般的な解釈であるコペンハーゲン解釈は、世界の逆説的な性質を単純に受け入れ、すべてにもかかわらず、波/粒子は即座に消滅することを認めることを示唆しています。これに代わるのが多世界解釈です。それによると、私たちの宇宙は相互作用しない世界の集合であり、それぞれが 1 つの量子状態を表します。猫の入った箱を開けると 2 つの世界が現れます。そのうちの 1 つは猫が生きており、もう 1 つは猫です。死んでいる。光子が半透明の鏡を通過すると、世界も 2 つに分けられます。1 つは表面から光の量子が反射され、もう 1 つは反射されません。そして、それぞれの量子プロセスは、ますます新しい分岐世界の出現につながります。

理論的には、これらのブランチの一部は私たちのブランチとは大きく異なる可能性があります。ビッグバンの直後に間違った方向に飛んだ原子が 1 つあれば、高温ガスの異なる分布、まったく異なる場所での星の誕生、そして最終的にはそもそも地球が誕生しなかったという事実につながった可能性は十分にあります。しかし、この構図は多世界解釈の問題とは言えません。本当の問題は、量子力学のこの理解の正しさを実際にテストすることが不可能であるということです。多元宇宙の個々の構成要素は、定義上、互いに相互作用しません。

おそらく、どこかに知的恐竜が生息する地球があり、大モンゴル帝国が 1564 年に木星の衛星に着陸したどこかにあるのでしょう。しかし、これらの世界の間にポータルはなく、遠い過去の量子プロセスの結果として分岐しました。科学哲学の観点から、これらの世界のいずれかに入る可能性を示唆する理論は、それをテストすることができるため、科学的であることに劣らず、より科学的であるでしょう。

ごまかす

過去からポータルを通ってやって来た、レーザーライフルを持った知的な恐竜によってユーラシアが間もなく捕らえられるだろうという考えは、純粋なSF映画の基礎として直感的に認識されますが、科学哲学は直観に基づいて構築されているわけではありません。このようなアイデアの科学的性質が疑問視されているのは、安っぽいフィクションとの類似性のためではなく、このアイデアから生じる多くの結果が実際のデータと矛盾しているためです。

たとえば、タイムトラベルは、これまで十分に有効とされてきた多くの物理法則に違反することになります。エネルギー保存の法則はどこでも機能します。人類はそれをテストするために多くの実験を行っており、暖房用バッテリーからスマートフォンに至るまで、日常のデバイスでさえ、エネルギーがどこにも消えないことを確認しています。もしそうなら、彼女が「タイムポータル」で「消える」のを待つのはかなり奇妙です。さらに、タイムトラベルは他の一連のパラドックス、つまり私たちが観察していない類似の状況や、蓄積された経験の論理的帰結と矛盾する状況を引き起こすはずです。たとえば、「祖父のパラドックス」を考えてみましょう。タイムトラベラーが先祖に会い、子孫を残せないという状況は、明らかに可能であると同時に不可能です。

過去からの恐竜の侵略者に関する仮説は、それ自体を検証する機会が与えられれば、科学の分野に参入することができます。たとえば、その著者はタイムポータルとされるものの図を説明しています。そして、そのようなポータルが機能しない場合、仮説は拒否されなければなりません。たとえば、仮説の著者が恐竜が絶滅に直面していると主張する場合、これを古生物学的発掘の結果や他の多くの事実と比較することもできます。科学的仮説は根本的に検証可能でなければなりません。最後に、「ポータルは 2018 年 11 月 4 日にオープンする」のような記述は検証するのが最も簡単であり、陰謀論の著者の多くがそのような予測を避けたり、予測をさらに先送りしたりするのはおそらくこれが理由です。

科学的仮説は反証可能でなければなりません。つまり、反証についてテストする必要があります。改ざんは、皆さんが考えているような事実の操作ではありません。その定式化における反証可能な仮説は、特定の実験データが得られた場合、それは偽であると述べています。タイムトラベルが可能で、いつか戦闘用レーザーを備えた恐竜が過去からやってくるという仮説であれば、レーザー兵器の出現なしに恐竜の死を記録する過去への遠征は捏造ということになる。あるいは、より現実的に言えば、同じ仮説によって予測される、脳が発達していない古代のトカゲの化石の発見である。生きていて非常に賢い恐竜が他の過去に隠れているのであれば、この他の過去を確認する方法を説明する必要があります。仮説を検証することが不可能であっても、それが間違っているという意味にはなりません。これは、私たちが扱っているのは科学的な仮説ではなく、無意味なおしゃべりであるため、それに応じて扱う必要があることを意味します。

反証可能性の原理を定式化したカール・ポパー。その後、彼のアイデアは開発され、補足されましたが、この基準は今日に至るまで物理学者の間で人気があります。著者: LSE ライブラリ、制限なし

この観点から見ると、常識の観点からはまったく信じられない多くの仮説は、検証が不可能ではなく、反駁する事実を得る基本的な可能性がある限り、完全に科学的であると見なすことができます。こうした仮説。量子力学と相対性理論はどちらも非常に珍しい世界像を提供しましたが、実際にテストされ、反論の可能性が認められました。物理学以外では、人々の世界認識に革命をもたらした理論の例として、進化と自然選択の概念があります。私たちの遺伝はすべて DNA 分子によって決定されるという考え、星が原子の融合によって輝くという考え、大陸が地球のマントルの粘稠な表面に沿ってゆっくりと漂っているという考え - これらすべても、かつては非常に、非常に珍しいものに聞こえました。直観に反するが、説得力はあるが却下された他の仮説とともに科学分野に分類された。科学的知識の反証可能性という考え方は、1935 年にカールポパーによって提案され、それ以来、多くの科学者によって科学的知識の基準として引用されてきました。

科学をめぐる議論

多世界量子力学と宇宙論的多元宇宙は根本的に検証されておらず、多くの科学者によれば、科学概念から撤回されるべきであるという。したがって、最も権威のあるページでは、自然 2014年、ジョージ・エリスとジョー・シルク（どちらも著名な宇宙学者）によるコラムが出版され、これらの概念を科学的概念として放棄すると同時に、現実のあまりにも多くの変形を許容する超弦理論の放棄を求めました。不満を抱いた著者らが書いているように、「（超弦理論の）支持者たちは、加速器のエネルギーが不足しているため、自分たちが予測した粒子が見えないといつも主張する」。

上で触れた宇宙論的多元論のショーン・キャロルは、2018年初めに反証可能性の基準を放棄することを提案する論文を提出し、それによってエリスとシルクとの論争を続けた。キャロルによれば、ポパーの反証可能性の背後には実際には他に 2 つの基準があります。それは、科学理論が明確であり、経験によって裏付けられていなければならないということです。宇宙論的な多宇宙は非常に特殊な言語で記述することができ、この仮説の結果は、基本的に観察できないものだけでなく、宇宙のアクセス可能な部分にも当てはまります。キャロルはまた、「原理的に完全に検証不可能」な理論から、厳格な検証基準を備えた理論まで、理論の独自の分類を提案しました。たとえば、仮説は、銀河系の大きさの加速器か、数百億年の継続的な観測を使用しないと検証できません。

天体物理学者は、科学的基準に関する他の問題も強調しています。彼の意見では、反証可能性の要件は唯一の要件ではなく、主要な要件ですらない。その証拠として、彼は一般相対性理論とその独自の 2 つの重力理論を検討することを提案していますが、2100 年から重力の符号が変わり、質量の引力が斥力に置き換えられるという追加の声明が付いています。形式的には、そのようなモデルは十分に検証可能ですが、「まともな科学者であれば、たとえそれらが同等に正当化され、同等に反証可能であるとしても、最初の理論をより信頼するでしょう。」 2100年に重力が消滅するという理論は、反証可能だからではなく、不必要な複雑さを含んでおり、それ自体は何の役にも立たない、つまり予測の精度が向上することも、新しい結果が得られる可能性もないという理由で否定されるべきである。

多元宇宙の理論は直接検証することはできないが、キャロルによれば、既存のデータと矛盾せず、多くの間接的な予測を行うため、科学的理論として分類できるという。さらに、多宇宙の存在を否定し、宇宙が均質であると主張する理論を選択することは、まったく同じ理由で科学的とは言えません。宇宙全体を見たことがないのに、どうやってその性質を確かめることができるのでしょうか?

キャロルの反対者らは、実験データによる裏付けがなければ理論の優雅さもそのかけがえのなさも実現できないと指摘している（すでに述べたように、ひも理論はおそらく今日、重力を含むすべての基本分野の統一理論の役割を果たす唯一の候補である）、しかし同時に反証可能性の問題も抱えています - 誰もこれまでに糸、膜、またはブレーンを見たことはありませんし、これからも見られるという事実はありません）は信頼できる基準とはなり得ません。

キャロルの議論には一理ある。物理学者のザビーネ・ホッセンフェルダー氏は、自身のブログで「反証可能性の問題」について論じており、ある会議で最も奇妙な話を聞いたことを思い出している。講演者は、暗黒物質の粒子は、特定の条件下で、たとえば巨大な天体の周りに通常の物質の粒子を形成するのと同様の円盤に集まる可能性があると示唆しました。そしておそらく、講演者が、彼女の意見では、太陽系は定期的に同様の暗黒物質の円盤を通過しており、そこに地球上の大量絶滅の原因を探るべきだと発言者が続けなければ、おそらくすべてがうまくいっただろう。「しかし、なぜ暗黒物質粒子が正確に存在するのでしょうか？なぜこのようなやりとりをするのですか？」 - 彼らはその場から質問をした、とホッセンフェルダー氏は回想する。答えはこうでした。」 わかりませんが、確認できます».

実際、そのような理論は反証可能です。残っているのは、暗黒物質を検出するために必要なツールを備えて、次の大量絶滅を待つことだけです。あとはこの事業への助成金を獲得するだけです。

したがって、ホッセンフェルダー自身も、「合理的に科学的な」仮説と「非科学的」仮説を区別するためのもう一つの必要条件として、単純さの要件を考慮すべきであることに同意する傾向があり、それが彼女が多元宇宙の考えを拒否する理由である。 - 冗長性と過度の複雑さのため。

結果はどうなりましたか?

ご覧のとおり、多くの並行世界は少なくとも一部の科学者によって共有されているアイデアであり、私たちが話しているのは、その手法を巧みに使いこなす、公然と疑似科学的な講演には登場しない、その分野の本格的な専門家たちのことです。しかし、彼らですら、第一に、宇宙の多様性は、私たちがアクセスできるスケールでは何も変化せず（悲しいことに、私たちは別の地球へのポータルなしで生きなければなりません）、第二に、これらの仮説は次のいずれにも対応しないことを認めています。科学的知識の最も一般的な基準。言い換えれば、これはエレガントで興味深いものですが、明らかに純粋な物理学のカテゴリーに分類されない科学研究です。

アレクセイ・ティモシェンコ

これが一般的な見方です。キャロルと彼の同僚は、この理論がいくつかの未解決の疑問を引き起こすため、この理論を別の見方をすることにしました。このような無限の宇宙では、わずかな可能性さえあることはほぼ確実に起こります。ただ非常に長い間待つ必要があります。

一部の理論家は、この提案が論理的な結論に達すれば、最終的には自己認識を持った肉体を持たない脳さえ出現する可能性があると指摘しています。同じ論理は、ランダムにキーを叩く無限の数のサルが最終的にシェイクスピアの全作品を書くことを示唆しています。

これは真実かもしれませんが、ボルツマン脳は理論家にとって深刻な問題を引き起こします。宇宙の歴史全体を通じて、そのような脳は私たちの意識さえも超えていたはずです。これは大きな問題です。なぜなら、宇宙とその行動を理解する出発点は、肉体を持たない脳ではなく人間が観察者であるからです。さらに、ボルツマンの頭脳は、一般的にほとんどの人には理解できないものです。

キャロルはボルツマンの頭脳が深刻な脅威であることを示す論文を書くことに決めたが、執筆の過程でボルツマンを倒す方法を発見した。彼の出発点は、量子ゆらぎは外部システムまたは粒子、つまり「観察者」との相互作用に依存するという考えでした。これは量子力学では非常に一般的な概念です。しかし、インフレをこの角度から見ると、すべてが変わりました。インフレトンは宇宙の始まりに他のすべての粒子よりも先に出現したに違いありません。これは、インフラトンが、相互作用する「外部」が何もないかのように存在する唯一の粒子であることを意味するとキャロル氏は言う。この場合、インフレトンは量子ゆらぎを経ません。

この「静かな」状態は、インフレトンが互いに相互作用できる数種類の通常の粒子に分解されるまで続きました。

「そして、ついに、量子ゆらぎが生まれました」とキャロルは言い、宇宙の網は誕生したが、無限の数の宇宙は誕生しなかったとほのめかした。

しかし、彼のアイデアは多元宇宙全体を破壊するものではありません。重要なのは、変動を観察者に依存させる数学は量子力学の多世界理論に依存しているということです。それによると、量子システムが測定されるたびに、宇宙は考えられる結果ごとに 1 つずつ、いくつかの異なるバージョンに分割されます。各宇宙バブルがゼロから始まり、独立して進化する多宇宙とは異なり、「多世界」宇宙は、同じ初期条件で始まった絡み合った枝から構成されます。「おそらく、ヒトラーは平行世界の中で第二次世界大戦に勝利したのでしょう。それは考えられる結果の一つです」とキャロル氏は言う。「しかし、物理法則は変わりません。」

キャロルの理論では、分岐した多元宇宙であっても必ず終わりが来るはずです。宇宙はますます速いペースで膨張しているため、宇宙学者は、宇宙の死はその誕生と多くの共通点を持ち、認識可能な物質はなく量子場だけが存在すると信じています。この場合も、量子ゆらぎを生成する観測者は存在しません。

キャロルの理論は、真剣な物理学者の間で驚きを引き起こしました。そして承認。

しかし、永遠のインフレ支持者は、次のような見解を堅持しています。

「ボルツマンの脳を処分したいというショーンの願望に私は完全に同情します」とインフレ理論の創始者の一人は言う。

現時点ではこの議論を解決する方法はないが、オックスフォード大学のデビッド・ウォレス氏は、キャロルの理論は、例えば量子レベルで物質がどのように振る舞うかをより深く理解するのに役立つなど、実用的な意味を持つ可能性があると信じている。

多元宇宙で生命を求めて。 複数の宇宙は同じ宇宙である可能性がある 並行宇宙理論