Against Many Worlds
本論文は、量子論の多世界解釈が、根本的な構造上の障害のために、公理的、演繹的、あるいは帰納的なアプローチを通じてボルンの法則を導出することに成功し得ないことを論じるものである。
原論文は CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
映画を観ているところを想像してみてください。しかし、画面上で一つの物語が展開されるのではなく、登場人物が選択をするたびに、映画が10億通りの異なるバージョンに分裂していくのです。あるバージョンではヒーローが勝利しますが、別のバージョンでは彼はつまずき、また別のバージョンでは彼はそもそも現れません。これは、量子物理学の「多世界」解釈の背後にある、奇抜なアイデアです。この解釈は、宇宙はただ一つの経路を辿るのではなく、あらゆる可能な経路を同時に辿り、巨大に枝分かれした現実の樹木を作り出すことを示唆しています。
しかし、ここからが厄介なところです。私たちの現実の生活では、これらすべての可能性が等しく起こっているわけではありません。コインを投げれば、50%の確率で表、50%の確率で裏が出ます。物事が起こる確率の具体的なレシピのようなものは、「ボルンの規則（Born rule）」と呼ばれます。これは、科学者が量子力学の数学を、現実世界の予測へと変換するための黄金律です。これなしでは、量子論は単なる数式の集まりであり、実験室で実際に何を目にするかを教えてくれる手段を持たないことになります。大きな疑問はこうです。もし多世界のアイデアが真実であるなら、このレシピはどこから来るのでしょうか？なぜ、ある宇宙の枝は他の枝よりも「現実的」であったり、起こりやすいと感じられるのでしょうか？
二人の哲学者、エミリー・アドラムとジェイコブ・バランデスは、この問題に鋭い視線を向けました。彼らは、多世界解釈が「箱の中に閉じ込められている」と主張しています。彼らによれば、どれほど努力しても、多世界の宇宙のルールを用いてボルンの規則を説明することはできないといいます。彼らは、科学者が通常用いる3つの主要な説明方法をテストしましたが、それらはすべて行き詰まりに当たりました。彼らの結論は、もしあなたが多世界を信じるならば、宇宙がなぜ私たちが観察している特定の確率則に従うのかを正当化する方法を持っておらず、それはこの理論が現実の記述として実行可能なものではない可能性を示唆している、というものです。
閉ざされた3つの扉
著者たちは、この問題を解決するために3つの扉を用意しました。多世界理論を機能させるためには、ボルンの規則を説明するために、どれか一つの扉を通らなければなりません。しかし、彼らはすべての扉が固く閉ざされていると主張しています。
扉1：「単にそう決める」ルール（公理的アプローチ）
ビデオゲームを作っているところを想像してください。あなたは世界のコードを書き、そしてルールを追加することにします。「プレイヤーは90%の確率で勝つ」。このように、ルールをゲームのコードに書き込むことは可能です。科学において、これは「公理」と呼ばれる、証明なしに受け入れられる出発点のルールです。
問題は、著者たちが言うには、多世界理論にはこのルールを置く場所がないことです。理論は、枝分かれしていく単純で滑らかな波から始まります。これらの枝は基本的な構成要素ではなく、土壌から生えてくる木のようなものです。基本となるコードが土壌と雨しか記述していない場合、「これらの木は黄色くなければならない」といったルールを木に対して書くことはできません。観測者が存在する「枝」は、後から現れるものに過ぎないのです。もしボルンの規則を基本的な出発点のルールとして追加しようとするなら、それは基礎を築く前に屋根を塗ろうとする家づくりと同じです。それは理論の構造に適合しません。
扉2：「論理パズル」（演繹的アプローチ）
これは「計算過程を示す」扉です。基本となるゲームのルールから出発し、純粋な論理を用いて、プレイヤーが必ず90%の確率で勝たなければならないことを証明します。単に「それはルールだ」と言うのではなく、それを導き出さなければなりません。
著者たちはここで大きな障害を指摘しています。もし最初に数字を持っていないのであれば、論理パズルから「50%」のような数値を取り出すことはできません。多世界の基本ルールはすべて、滑らかで決定論的な波に関するものです。そこには「偶然」や「運」は組み込まれていません。それは、砂糖やココアを一切入れずに、小麦粉と水だけでチョコレートケーキを焼こうとするようなものです。いくら混ぜても、チョコレートは出来上がりません。
一部の人々は、「合理性」や「決定理論」といった外部の助けを借りることでこれを修正しようとします。「もしあなたが賢く合理的な人間であるなら、ボルンの規則が正しいと仮定して賭けを行うべきだ」と言うのです。しかし、著者たちはこれは罠だと述べています。なぜ合理的な人がそのように賭けるべきなのでしょうか？通常、私たちがそのように賭けるのは、そうすることでより多く勝てるからです。しかし、より多く勝つためには、まず確率を知る必要があります！これは循環論法です。確率を使うべきであることを証明するために、確率が必要なのです。それは、まだ校正されていない定規を使って、自分が背が高いことを証明しようとするようなものです。
扉3：「推測ゲーム」（帰納的アプローチ）
これは「経験から学ぶ」扉です。私たちは過去を見ます。「昨日、コインは50%の確率で表が出た。だから、明日もおそらくそうなるだろう」。私たちの通常の（日常の）世界では、世界は通常一貫しているため、これはうまく機能します。
しかし、多世界の宇宙では、すべてが起こります。もしコインを10億回投げれば、毎回表が出る枝もあれば、毎回裏が出る枝もあり、表、裏、表、裏と続く枝もあります。あらゆる可能なパターンがどこかに存在する以上、過去を見ても未来を予測する助けにはなりません。実際、著者たちは、多世界の宇宙においては「未来」とはあらゆる可能性が混ざり合った巨大な混乱であると主張しています。帰納法を機能させるためには、「通常の挙動を示す枝だけを見る」という特別なルールを追加しなければなりません。しかし、それはボルンの規則を裏口からこっそり持ち込んでいるだけです。それは、「当たりが出た宝くじの券だけを見て、宝くじを予測できる」と言うようなものです。
「第4の道」ではないもの
著者たちは、これを解決するための「第四の道」があるかどうかについても検討しました。もしかしたら、「私」や「不確実性」といった言葉の意味を変えればうまくいくのではないか、という可能性です。しかし、彼らは非常に懐疑的です。言葉の定義を変えることは、数学的な問題を解決しないと彼らは主張しています。それは、壊れた車のエンジンのピストンを「翼」と呼び変えることで、エンジンを直そうとするようなものです。エンジンは依然として動きません。
結論
論文は、多世界解釈が行き詰まっていると結論づけています。ボルンの規則を単に提示することによっても、証明することによっても、あるいは推測することによっても、それを説明することはできません。著者たちは、これは単なる技術的な不具合ではなく、根本的な壁であると示唆しています。もし、なぜ宇宙が確率の法則に従うのかを説明できないのであれば、その理論は現実の妥当な記述ではない可能性があります。
彼らはこの理論が間違いであると断定しているわけではありませんが、まだ誰も解決できていない「致命的な欠陥」があると述べています。ボルンの規則を、単に作り上げるのではなく、多世界の構造から導き出す方法を見つけ出さない限り、この理論は不完全なままです。それは、街のあらゆる可能性のある通りを示しているものの、自分が今どの道を歩いているのかを教えてくれる手段がない地図を持っているようなものです。それなしでは、その地図は家に帰るための道具としては役に立ちません。
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