Universe

ブラックホールは宇宙最強のコンピューターか。東京大学・山崎雅人教授が語る「数式というポータル」

我々の住むこの宇宙とは、一体何なのか。そして、我々人間はなぜ、このような形で存在することができているのか。有史以来、無数の哲学者や宗教家、そして科学者が己の人生と知性の全てを懸けて挑んできたこの壮大かつ根源的な問いに対し、現代の理論物理学の最前線は、これまでの人類の常識を根底から見事に覆すような、極めて斬新かつ深遠な究極の答えを提示しようとしています。我々が日常生活の中で当たり前のように連続して存在すると感じている「時間」の経過や「空間」の広がり、あるいは「重力」といった最も基本的な物理概念は、もしかすると宇宙の真の揺るぎない本質ではなく、より根源的な量子論的メカニズムや情報理論的な振る舞いから生じた「副産物(創発的な現象)」に過ぎないのかもしれません。この驚くべきパラダイムシフトは、我々の「世界観」そのものを根本的に再構築することを迫っています。

YouTubeチャンネル「PIVOT 公式チャンネル」の極限を探求する番組「EXTREME SCIENCE」にて、現代物理学の最前線を果敢に切り拓き走る東京大学の気鋭の物理学者、山崎雅人教授と、人間の意識や脳の探求を長年続ける著名な脳科学者の茂木健一郎氏による、極めて濃密でスリリング、かつ知的な火花が散る対談が行われました。本記事では、この白熱した対談の中で語られた「超弦理論(ひも理論)」や「ブラックホールの情報パラドックス」、そして宇宙論の核心に迫る「人間原理」といった極限の科学的トピックを素材とし、そこから論理的に導き出される「宇宙の究極の真理」や「我々人間の存在様式と本質」について、三つの段階(物理的な諸現象の客観的分解、その背後にあるメカニズムの深い洞察、そして現代社会や個人の生き方への哲学的な昇華)を経て、徹底的に深掘りしていきます。この記事は単なる小難しい科学知識の解説にとどまらず、読者の皆様が日々の社会生活における強固なバイアスを打ち破り、全く新たな高い次元の視座を獲得するための知的探求の旅へとご案内する羅針盤となるものです。

  1. ブラックホールと超弦理論が切り拓く、現代物理学の究極の到達点と情報の謎
  2. 数式という名の絶対的な「世界へのポータル」と抽象化のジャンプ力
    1. 進化プロセスによって強く規定された「生物学的直感の限界」を突破する
    2. トポロジーが教える「全く異なるものを高次元で同じ構造と見る」思索の大跳躍
    3. トポロジーがもたらす本質への回帰
  3. 宇宙の存在理由の根本的謎と「人間原理」という究極のパラダイムシフト
    1. 無数の可能性の海に浮かぶ、薄氷の上の危うき「奇跡のパラメータ」
      1. 生命を可能にした「奇跡の微調整」
    2. コペルニクス的転回の最終形態としての「無限のマルチバース」の冷徹
    3. 観測者が存在できる宇宙だけが観測される
  4. 「開かれた系」としての知性の本質と、複雑系(カオス)から創発する眩い秩序
    1. 対称性の破れの歴史と、泥臭い混沌(カオス)の中に力強く芽生える生命と知能
    2. エントロピーの法則と「開かれた系」
    3. AIの暴力的なまでの過剰パラメータと、方程式を愛する物理学のパラダイムシフト
    4. 物理学の方程式とAIの「パラメータ」の相違
  5. 極限科学の圧倒的な視座から、我々のありふれた日常を取り戻し「認識の地平を拡張」する
    1. 極限の知に触れることで得られるもの
    2. 絶対的な「一つの真理」への固執を手放す

ブラックホールと超弦理論が切り拓く、現代物理学の究極の到達点と情報の謎

対談の冒頭部分でまず視聴者の度肝を完全に抜くのは、山崎教授が極めて冷静に語る「ブラックホールは世界最強の究極のコンピューターである」という、一見するとSF映画やサイバーパンク小説のような、しかし現代物理学においては極めて真面目でショッキングな概念です。我々が一般的に抱くブラックホールのイメージは、「質量が極端に大きすぎるせいで空間が底なしに歪み、何でもかんでも周囲のものを吸い込んで、光すら一切逃げ出せない絶対的暗黒の天体」あるいは「宇宙にぽっかりと開いた恐怖の巨大なゴミ箱」というものでしょう。しかし、理論物理学の最前線にある「量子情報理論」的な最新の観点からは、全く異なるエキサイティングな見方がなされています。

ブラックホールの強力な重力場に物質(すなわち、その物質を構成するあらゆる情報)が力学的に落ち込んだ際、古典的な物理学の視点ではその情報は単に無に帰して消滅してしまうと考えられていました。しかし、ミクロの法則を記述する量子力学の基本原理によれば「情報は宇宙から決して失われない(情報保存の法則)」とされており、この矛盾は「ブラックホールの情報パラドックス」として長年天才物理学者たちを悩ませてきました。現在最も有力な仮説では、この情報はブラックホールの表面(事象の地平面、イベントホライズン)に極めて高密度な二次元のホログラムのような形で保存され、量子的な複雑なプロセスによって信じられないスピードで「かき回される(高速スクランブリング現象)」と考えられています。この極限状態における情報処理の圧倒的なスピードと、エラーなくスクランブルを完了する究極の効率の良さは、我々が現在地球上で天文学的な予算をかけて構築しているいかなるスーパーコンピューターや最先端の量子コンピューターをも遥かに凌駕する、この大宇宙における「非可逆的な計算の極限状態」を完璧に示しているのです。この視点は、もはや宇宙そのものを単なる冷たい物質とエネルギーの集合体としてではなく、一種の「巨大な情報処理ネットワークシステム(量子コンピューターネットワーク)」として宇宙の構造全体を捉え直すという、極めて現代的かつ情報の世紀にふさわしい革命的なパラダイムシフトを意味しています。

現代の物理学は、若き日の天才アルベルト・アインシュタインが構築した重力の絶対的理論である「一般相対性理論」と、ミクロな素粒子の不確定な世界を記述する精緻な「量子力学」という、二つの堅牢で巨大な柱の上に堂々と成り立っています。これら二つの理論体系は、それぞれマクロの天体物理世界(銀河系やブラックホールなど大質量の現象)とミクロの量子世界(電子やクォークの振る舞い)で絶大な成功を収め、GPSの制御から半導体の製造に至るまで、数々の劇的な実験的予言を的中させて我々の現代社会を根底から支えてきました。しかし、ブラックホールの中心(重力の特異点)や、宇宙の始まりそのものであるとされるビッグバンの初期状態のような、極端にエネルギーが高く、かつ極微な空間にすべてが桁外れの密度で圧縮された極限状態では、この二つの成功した理論を同時に適用しようとすると数式上に無限大の答えが出てしまい、計算が完全に破綻してしまうという致命的な自己矛盾が生じてしまいます。

この過去100年以上にわたる現代物理学最大の難問中の難問を解決し、自然界に存在するすべての四つの基本的な力(重力、電磁気力、クォークを結びつける強い相殺力、放射性崩壊などを起こす弱い相互作用)をたった一つの美しい究極の数式で統合しようとする、人類史上最も野心的で難解な究極の理論候補こそが「超弦理論(超ひも理論・スーパーストリングセオリー)」です。超弦理論においては、宇宙を構成する根本的な最小単位である素粒子を、これまでの物理学のように大きさを持たない「0次元の点」としてではなく、「1次元の空間的な広がりを持ち、固有の振動数で振動する極小のひも(ストリングや輪ゴムのようなもの)」として扱います。ギターの弦が異なる振動で異なる音色を奏でるように、ひもの振動の違いが我々が見ている様々な素粒子の違いとして現れるという、ある意味で非常に音楽的で美しいアイデアです。しかし、この理論が数式として破綻せずに物理学的に成立するためには、我々が日常的に認識している縦・横・高さ・時間の「4次元」の時空連続体に加えて、さらに我々の知覚できないほど極小のサイズに丸め込まれた(コンパクト化された)「6次元」もの余剰空間の存在を数学の要請として仮定し、合計「10次元」の複雑な宇宙の構造を想定しなければなりません。

超弦理論が必然として示唆するこの10次元の世界観は、我々の日常的な三次元の空間的直感を完全に超越し、想像力の限界をテストします。例えば、「距離が離れているか近いか」という概念すら意味を持たなくなる「トポロジカル場の量子論」や、空間そのものが元々静的な劇場のステージのような入れ物として最初から存在するのではなく、根源的な量子のもつれ(量子エンタングルメント)の複雑な相互作用のネットワークから、編み物のようにダイナミックに「創発(Emergence)」して空間という幻想を作り出しているのではないかというホログラフィック原理を示唆する最先端の研究など、人間の知性と直感の限界に真っ向から挑み、世界観をひっくり返すような途方もない探求が、世界最高峰の物理学者たちの知のネットワークの中で日夜、黒板と数式を武器に熱病に冒されたように続けられているのです。

数式という名の絶対的な「世界へのポータル」と抽象化のジャンプ力

山崎教授は対談の中で、物理学者として世界とどのように対峙しているのかを問われ、「数式」や「数学的抽象化」こそが、人間の持つ脆弱で主観的なバイアスや感情を超えて、この広大な世界・自然の摂理と直接的にコミュニケーションを取るための唯一絶対の「ポータル(異次元への入り口)」であると、極めて哲学的かつ美しい表現で指摘しています。

そういう抽象的な枠組に落とし込むことによって単に僕がなんとなくぼやっとこう思ってるとかそういうのだけじゃなくて、それによって世界とポータルって感じですかね。世界とコミュニケートできるていう。

東京大学 山崎雅人教授

進化プロセスによって強く規定された「生物学的直感の限界」を突破する

我々ホモ・サピエンス(現生人類)は、地球誕生から続く数百万年以上にわたる冷酷で厳しい生命進化の淘汰の過程において、生存と繁殖の確率をわずかでも高めるために、外界の情報を「生存に有利になるように都合よく」迅速に認識する認知能力、すなわち強力な「直感のモジュール」を脳内に獲得・洗練させてきました。例えば、目の前にある猛獣が潜んでいるかもしれないジャングルの木や岩までの「距離」を一瞬で目測で正確に測り、持ち上げて運ぶべき獲物や食料の「重さや持ちにくさ」を感じ取り、太陽が昇って周囲が明るくなり再び沈むまでの「時間」の流れを一定の直線的なものとして自動的に認識する能力です。過酷なサバンナという自然環境のもとで狩猟採集を行い、日々の糧を得ていた私たちの祖先にとって、こうした三次元的・ニュートン力学的な直感による空間把握能力は、まさに日々の危険を即座に回避し、限られた食糧を効率的に確保するための「生死を分ける絶対的な認識の物差し」として機能していました。彼らにとって世界とは、目に見え、手で触れられる絶対的な確固たる空間と時間に基づくものでなければなりませんでした。

しかし、現代の科学技術が極端に発達し、我々の知性がついに、素粒子が観測されるまで状態が確定せず確率波として不可思議に飛び交うミクロの量子世界や、光の速度に近い高エネルギー状態において時間が遅れ空間が縮むというアインシュタインの相対論的効果、あるいは138億年前に無(または極小の点)から凄まじいインフレーションを引き起こして誕生したとされる宇宙の始まりといった、我々の進化の適応スケールを遥かに何十桁も逸脱した極限の領域を理解しようと試みた途端、進化の神様から授かったその便利で日常的な直感的な物差しは、完全にその適応範囲を超え、致命的な機能不全に陥ります。「猫が生きている状態と死んでいる状態が重なり合っている(シュレーディンガーの猫)」「広大な何もないと思われている真空空間から、常に粒子と反粒子が対生成しては対消滅しエネルギーが沸き起こり続けている(真空の量子ゆらぎ)」といった量子の奇怪極まりない振る舞いや法則性は、日常感覚に縛られた我々の脳では直感的にイメージをすることすらも拒絶される、到底受け入れがたい非常識なものだからです。

トポロジーが教える「全く異なるものを高次元で同じ構造と見る」思索の大跳躍

このような、生物学的な直感の壁という強固な障壁に直面した時、人類の知性において圧倒的かつ魔法のような威力を発揮し、認識の限界を打ち破るブレイクスルーの鍵となるのが「数学」という、不純物を一切排した極めて洗練された純粋論理の抽象化言語です。山崎教授は対談の中で、複雑な概念を説明する際の日常の身近でわかりやすい比喩として、甘くシュガーコーティングされたお菓子のドーナツと、熱い液体を注ぐためにつくられた陶器のコーヒーカップ(特に取っ手があるもの)を指し、それらを「穴が1つ空いている立体構造」というただ一点の位相同型的な特徴において完全に同一視して扱う、現代数学の極めて重要な一分野である「トポロジー(位相幾何学)」を例に挙げて鮮やかに解説しました。

トポロジーがもたらす本質への回帰

我々の五感による日常の感覚、物理的な材質(小麦粉と土)、味覚、あるいは人間社会における実用的な用途という機能的観点から見れば、ドーナツをコーヒーカップ代わりにする人間がいないように、両者は全く異なる、比較するのも馬鹿馬鹿しいほど無関係な2つの物体です。しかし、そこから一切の物質的属性を剥ぎ取り、その「形」の連続的な変形(ちぎったり穴を開けたり、別々の部分をのり付けしたりせずに、柔らかい粘土のようにぐにゃぐにゃと自由に連続的に変形させること)という特異な数学的観定まで抽象度を極限に引き上げる(ジャンプする)ことで、両者は「穴が一つある構造体(種数1のトーラス)」として見事に同相であり、トポロジーの世界では全く同じカテゴリーに属するものとして捉え直されます。この、日常の常識を気持ちいいほどにかなぐり捨てる強烈な思考の大ジャンプこそが、表面的な現象の差異や感覚的なノイズに惑わされず、物理法則の深淵に潜む本質的で時代や場所を超えて通用する絶対的な普遍性を掴み取るための、極めて強力な概念的・知的な武器となるのです。結び目理論(ノット理論)や多様体の研究など、純粋数学の最前線が、数十年後になって素粒子物理学や量子コンピューティングのノイズ訂正の基礎理論として突如脚光を浴びる現象の背景には、この「抽象化による本質の抽出」という強力な魔法が存在しています。

我々は、数式やトポロジーという純粋論理で構成された「ポータル」を通じて現象世界を覗き込むことで、個人の主観的な好き嫌いや感情の揺れ、生まれ育った属している文化的な制約、さらには数百万年の進化の歴史が我々の脳細胞のニューロンネットワークに深く刻み込み押し付けてくる認知のバイアスすらも完全に抜け出し、時代や国境、さらには種族すら超えたピュアな「宇宙的普遍性」に直接アクセスすることが可能になります。自らの肉体的な重力や物理空間の制約を飛び越え、目に見えない高次元の概念の海を「論理の糸」だけを頼りに光の速さで自由に泳ぎ回る数学と理論物理の力。それは人間の知性が、「日常の直感」という重い重力の殻から完全に解き放たれ、宇宙の真の美しき姿を、歪みなくありのままに捉えようとする、ある種崇高で芸術的、あるいは求道者の宗教的とも言える人間精神の極致の営みと言っても過言ではありません。数式は、宇宙のソースコードそのものを読み解く言語なのです。

宇宙の存在理由の根本的謎と「人間原理」という究極のパラダイムシフト

我々の宇宙自体も面白い宇宙ではあるんですけども、そうでなきゃいけない宇宙ってこともなくて、たくさんある可能性の中の1つでこれは実は理論的にはある意味自然なんですけど、理論の中にはいろんな可能性があるのでその中にたまたまいましたということで運は良かったかもしれないんですけども、そうなければいけない必然があったわけではないとことです

東京大学 山崎雅人教授

無数の可能性の海に浮かぶ、薄氷の上の危うき「奇跡のパラメータ」

生命を可能にした「奇跡の微調整」

人類が夜空の星々を見上げて哲学的な不可知の思索に耽って以来、科学や宗教の枠を超えて決して避けて通ることのできない究極の「何故」という命題がそこに重く横たわっています。「なぜ何もない(完全な無)のではなく、この物質に満ちた宇宙が存在し、さらには我々人間という、自意識を持ち宇宙を認識できる知的生命体が存在できているのか?」という存在論の極致とも言える問いです。そして、これに関連して現代物理学のトップエリートたちを長年激しく悩ませているのが、極めて精密で気味が悪いくらいの「ファイン・チューニング(微調整)問題」です。「なぜ物理学の数十ある基本定数(光の速度、電子やクォークの質量、重力定数、真空の量子エネルギー定数、電磁相互作用の強さなど)は、偶然の一致にしては出来過ぎなほど、原子が構成され、分子が結びつき、水素が集まって星が形成され、ひいては炭素ベースの生命が誕生して進化を遂げられるような極めて絶妙でシビアなバランスで成り立っているのか?」という、まるで誰かが目盛りを緻密に合わせたかのような謎です。

シミュレーションによれば、例えば、宇宙空間の物質を引き寄せる重力がほんの数パーセントでも今より強ければ、ビッグバンで宇宙が膨張し始めた直後に自らの強い重力で収縮に転じ、あっという間に潰れてしまい(ビッグクランチ)、星形成の悠久の時間は全く確保されません。逆に重力がほんの僅かでも弱ければ、物質は宇宙空間に散逸してしまい集まることができず、銀河や我々の太陽のような光り輝く恒星、地球のような豊富な元素を含む惑星は永遠に生まれず、非常に密度が低く暗く冷たいだけの退屈な空間が果てしなく広がるだけの死の宇宙になります。また、炭素の原子核が形成されるために必要なエネルギー準位の奇跡的な一致(ホイル共鳴)など、生命を育む条件は針の穴に糸を通すような連続です。この奇跡的とも言える基本定数の精緻なバランスの存在に対し、かつての中世の神学や古典的な哲学、あるいは現代のインテリジェント・デザイン論においては、「知能と意志を持った創造主(神と呼ばれる超越的な存在)が、宇宙の崇高な目的として、人間という自意識を持った知的生命体のために特別にこの素晴らしい舞台を設計・調律したからだ」という目的論的な説明がなされることも多々ありました。しかし、近年のインフレーション宇宙論の発展や超弦理論といった理論物理学の最先端領域において急激に浮上し、真面目な科学的な検証のパラダイムを根本から変えつつあるのが、「マルチバース(多元宇宙・平行宇宙)」の概念と、それに付随して再評価され、ある種の論争の的にもなっている「人間原理(Anthropic Principle)」の冷徹極まりない視座です。

コペルニクス的転回の最終形態としての「無限のマルチバース」の冷徹

対談において山崎教授が極めて明晰に解説したところによれば、超弦理論の極めて複雑な十次元の方程式を数学的に解き明かして出てくる「安定した真空の解(すなわち、それぞれが全く異なる独自の物理法則や定数のセット、異なる次元のコンパクト化を持つ無数の独立した宇宙のバリエーション)」は、控えめに見積もっても10の500乗種類以上(1の後に0が500個続く数)という、観測可能な宇宙に存在する全原子の数(10の80乗程度)すらも文字通り比較にならないほど遥かに超える、人間の脳の想像力を完全に絶するほど膨大かつ天文学的な数に上ります。超弦理論の研究者たちは、これを物理的環境の広大な「ランドスケープ(風景)」と呼びます。我々が知る唯一だと思っていたこの宇宙は、この切り立った高い崖や底知れぬ深い谷が無限に存在する、高次元の数学的な広大なランドスケープ上における、ほんの一部分の、たまたまエネルギーが低い「局所的な安定点(ローカルな極小値・谷底)」にコロコロと転がり落ちて留まっているに過ぎないのです。

観測者が存在できる宇宙だけが観測される

この無数の可能性の海、無限の宇宙の並行パターンの集積という壮大なマルチバースの文脈において、我々が住むこの宇宙の物理定数や物理法則は、決して神に選ばれた特権的なものでも、必然性を持った「唯一無二の正しい正解」でもありません。「なぜ電子の質量はこの値なのか、なぜ空間は三次元なのか」という問いに対し、「そうした値でなければならなかった絶対的な物理学的理由」はどこにもないというドライな結論に至ります。ただ「そこ(ランドスケープの谷底)に落ち着いたから」以上の意味を持たないのです。

むしろここからは、我々の自尊心を激しく揺さぶる、極めてドライで逆説的、しかし否定し難い論理が導き出されます。「インフレーションという強烈なエネルギーの解放によって、無数にポコポコと泡のように誕生しては独立して膨張していく宇宙の泡(マルチバース)の中には、あらゆる数値の物理定数の組み合わせや次元を持つ、無限のバリエーションの宇宙が実験的に存在している。その10の500乗にも上る無数の失敗作(即座に潰れて終わる宇宙や、光が存在しない宇宙、星が形成されない宇宙、生命が誕生の余地など欠片もない無機質な宇宙)からなる無限の試行錯誤の中で、たまたま、極めて天文学的に低い奇跡的な確率で、長寿命の恒星が燦々と輝き、重元素が生成され生命が誕生し、さらに数十億年かけて高度な知性を持つまでに進化し、ついに自分たちを生み出した宇宙の成り立ちそのものを観測し思索できるほどの知性を持った生命体(我々人類など)が存在できる条件が、全て奇跡的に整っていた宇宙の泡がほんのわずかにあった。そして、我々が内側から観測できる宇宙というのは、定義上論理的に、我々のような観測者が存在できるような完璧な微調整条件を偶然備えたその宇宙だけであり、他の失敗作の宇宙からは誰も観測できない。だからこそ、我々は今、このあまりにも奇跡的な定数を持つ幸運な宇宙を『当たり前のように』観測できているのだ」。

これは、観測者(人間)という存在のバイアス自体によって、観測結果(我々が見ている宇宙の姿)が根本的に制限・選択されていることを示す、ある種の自己言及的で自己完結的な論理であり、これを人間原理の中でも「強い人間原理」や「観測選択効果による説明」と呼びます。一部の物理学者からは、「それでは結局宇宙の定数について物理的に何も具体的に説明したことにならないではないか」という、単なるトートロジー(同語反復)であるとの強い批判を呼び起こすこともあります。しかし、マルチバースという無限に近い圧倒的な試行回数が数学的に存在することを前提とするならば、極めて確率の低い奇跡的な微調整を説明する、エレガントで極めて強力な科学的かつ論理的な説明として機能し始め、現代の宇宙論の中心的なパラダイムの一つとして猛然と議論を巻き起こしているのです。

かつて人類は、人類という神に選ばれた特別な存在が住む地球こそが宇宙の不動の絶対的な中心であると頑なに信じ切っていた「天動説」から、ガリレオやケプラーの観測を経て、地球は巨大な太陽の周りを回る数ある名もなき惑星の一つに過ぎないという「地動説(コペルニクス的転回)」へと、自らの特権的地位を放棄する苦痛を伴うパラダイムシフトを経験しながら世界観を大きくシフトさせました。その後の光学系や電波天文学の目覚ましい発展により、さらに太陽系も銀河系の中心ではなく何万光年も離れた辺境の腕の中に位置し、我々の所属する巨大な天の川銀河すらも、観測可能な宇宙の果てに数千億個存在する無数の名もなき銀河の一つに過ぎないことが判明し、人類の宇宙における地位は幾度も相対化の波に晒されてきました。そして現代の到達点である、量子重力理論の描くマルチバース理論と人間原理の概念の融合は、「我々の存在を抱合するこの全宇宙そのもの」すら、無限次元の空間の中で、無限に局所的なビッグバンを起こし生成と消滅を永遠に繰り返す無数の宇宙の泡の、ほんの一粒の儚い泡に過ぎないという、宇宙論における究極の相対化を我々に突きつけているのです。

我々の獲得した知性や自我、そして生命活動自体は、神に祝福された宇宙の特別な恩寵でも、方程式が導く必然の輝かしい結果でもなく、無限の試行回数という圧倒的な暴力の中で偶然のサイコロが揃ったことで生じた、単なる確率的な創発の産物にすぎません。その想像を絶する圧倒的な空間的・時間的スケール感と冷徹極まりない背筋の凍るような真理は、我々の「生」や「人間至上主義」に対する根本的なエゴイズムを木っ端微塵に打ち砕き、同時に、この無数の偶然の重なり合いの宝くじを引いた奇跡の上に「今、ここ」に我々が立ち、自らの脳細胞をフル回転させて広大な宇宙を思索できているという事実の、途方もない尊さと美しさを強烈に際立たせるものです。新たな人間の存在意義の再定義を迫り、科学が哲学の領域へと深く侵食していく、深淵なる知の入り口がここに大きく開かれています。

「開かれた系」としての知性の本質と、複雑系(カオス)から創発する眩い秩序

知性っていうのは、いろんなものがなんかゴミゴミした環境みたいなところにある

東京大学 山崎雅人教授

対称性の破れの歴史と、泥臭い混沌(カオス)の中に力強く芽生える生命と知能

対談の終盤にかけて、茂木氏との議論の熱量はさらに一段と飛躍し、単なる物理学の解説にとどまらず、現代の社会構造と経済環境そのものを根底から全く異なる次元へと変革しつつある、生成AI(人工知能)の恐るべき急速な台頭や、究極的には「人間の知性や意識の本質とはそもそも何なのか」という、哲学と認知科学を巻き込む極めて根源的で熱いテーマへと迫っていきます。山崎教授は理論物理学者特有のマクロ(宇宙論的スケール)とミクロ(素粒子論的スケール)を自在に行き来する垂直的なアプローチから、知性という現象を以下のように俯瞰的な歴史観を持って説明します。宇宙の始まりであるビッグバンの直後のような、非常にエネルギーと温度が異常に高く、自然界の四つの力が区別なく完全に一つに融合した「綺麗で調和の取れた完全な」対称性に満ちた美しい状態から、宇宙空間の急激な膨張とそれに伴う冷却が進むにつれて、相転移を起こし対称性が次々と自発的に破れていき、物質と反物質のアンバランスが生じて物質が残り、やがて重力の作用によって星や銀河といったマクロな巨大構造が形成され、恒星内部での核融合による元素の合成と超新星爆発を経て、ついにアミノ酸やDNAを含む有機分子の極めて複雑な連鎖である生命という、非常に「ごちゃごちゃした(不規則でノイジーで複雑な)」システムが偶然の網の目から生まれてくるという、宇宙138億年にも及ぶ壮大な進化のプロセスに言及します。そして、この文脈において、意識や知性という我々の精神活動を、「無機質な法則から複雑系ネットワークを通じて現れる『創発的(Emergent)な現象』の極致」として捉えるのです。

エントロピーの法則と「開かれた系」

物理学における最も基本的で強力な法則の一つである「熱力学第二法則(エントロピー増大の法則)」によれば、世界のあらゆる孤立したシステムは、秩序ある整然とした状態から無秩序で乱雑な状態(カオス)へと、不可逆的に向かっていくという絶対的で残酷な原則があります。生命活動や脳内の意識、そして知能という極めて高度な秩序を持った精緻なシステム構造は、エネルギーの流入や物質の交換の絶たれた閉じたシステム(孤立系)の中では、この圧倒的なエントロピー増大の法則の流れに抗しきれるわけがなく、やがてエネルギーを使い果たして周囲と同じ平熱に達し、究極的には崩壊(死と熱的死)に至るだけの運命にあります。しかし、太陽からの無尽蔵とも言える光エネルギーのシャワーを享受し、外界環境と常に物質やエネルギー、そして情報をダイナミックにやり取りする「開かれた系(開放系・非平衡散逸構造)」においてのみ、システムは局所的にエントロピーを強制的に低下させ、複雑で高度に自己組織化された秩序を長期間維持し、さらにフィードバック学習による自己増殖によって自らの機能を適応・進化させていくことが例外的に可能になります。人間の脳神経ネットワークとそこに宿る知性もまた、絶えず外界の環境から五感を通じてノイズ混じりの大量の情報を取得し、外部と交換し続ける、開かれた生命的な複雑系ネットワークの究極の進化形であり頂点なのです。

AIの暴力的なまでの過剰パラメータと、方程式を愛する物理学のパラダイムシフト

ここで議論において極めてエキサイティングで興味深いのが、自然界の真理を求める伝統的な物理学のアプローチと、人間の知能を無機的に再現しようとする現代の最先端生成AIのアプローチの、根本的な方向性の違いに対する双方の天才的な考察です。これまでの人類の科学の歴史において、従来の古典的な物理学の王道のアプローチは、ニュートンの重力による運動方程式やマクスウェルの電磁気学の方程式、あるいはアインシュタインの一般相対性理論の場の方程式に見られるように、ごく少数の洗練された普遍的なパラメータ(物理定数や質量など)と、不要なノイズ要素を極限まで削ぎ落とした「最もシンプルで美しい究極の方程式(数式モデル)」によって、自然界のあらゆる一見すると複雑怪奇な諸現象の背後にある、最もシンプルで根源的な法則性や因果関係をトップダウンで演繹的に記述し、数式で明確に説明しようとしてきました。これは「必要の無い実体や複雑さは仮定すべきではない」とする「オッカムの剃刀」という、科学哲学における極限の理想形を体現した美学です。

物理学の方程式とAIの「パラメータ」の相違

一方、現在のChatGPTなどを代表とする「Transformerアーキテクチャ」に基づく大規模言語モデル(LLM)などのディープラーニングAIの設計アプローチは、この物理学の美学とは完全に真逆のベクトルを持っています。人間の設計者による美しい方程式に基づくトップダウンの演繹的な論理の組み立てではなく、数百億から数千億、あるいは数兆に及ぶという、人間の手による論理的な管理や因果関係の把握が完全に不可能なほど途方もない暴力的な数のパラメータ(巨大な多層ニューラルネットワークにおける無数の重み付け)を用いて、極めて多様でノイズも大量に含むインターネット上の人類の膨大なテキストデータ(言語の海)から、「力技(圧倒的な演算能力を背景にした総当たり的なパターン認識と予測される確率の緻密な計算)」で統計的多時限的な相関関係をボトムアップで見出し、結果として人間にすら劣らない(時に人間の専門家を超える)高度に理路整然とした知的な振る舞いや文章をアウトプットして見せます。

伝統的な物理学が愛する、説明可能で洗練された還元的アプローチの美学から厳しく審査すれば、この「なぜその答えが出たのか人間には完全に説明もトレースも不可能なブラックボックス化したAIの強引で過剰なパラメータ数やネットワーク」は、理解を超えた「無駄が多くて汚く、論理的でもエレガントとは到底程遠い」非科学的な代物に見えるかもしれません。事実、多くの古典的物理学者はAIの力技に最初は冷ややかな視線を送っていました。しかし、その「過剰な冗長設定と無数のノイズの海」の深淵な蓄積の中から、事前に人間のプログラマーが誰も明示的にルールをコーディング・プログラムしていなかったような、高度な文脈理解能力や論理的推論能力、高度なプログラミングコードの自動生成、ジョークの理解、果ては人間の特権と思われていた芸術的な創造性の萌芽らしき未知の法則性が、ネットワークの規模がある一定の閾値を超えた瞬間にふっと予測不能に立ち現れる(創発する、相転移を起こす)現象は決して無視できません。この現象は、まさに宇宙の初期の完全な対称性を持つ無機質なカオス(熱い混沌)から、無数の多様で複雑な分子が偶然にも組み合わさり、地球の原初の海の泥臭くごちゃごちゃした混沌とした環境の中で、極端に複雑な化学反応の連鎖から奇跡的に最初の生命という細胞組織が誕生してきたプロセスそのものと、驚くほど重なり合うフラクタルな(入れ子状の)自己類似構造を持っています。

物理学者が極小サイズの世界の果てや究極の方程式に追い求める、還元的で一点の曇りもない絶対論的な「真理の極地の美しさ」と、現代のAI工学や複雑系を扱う生物学が直面している、要素のスケールアップに伴って予測不可能な性質がボトムアップで立ち現れる「複雑系ネットワークシステムとしてのカオスと創発のダイナミズム」。この両極端とも言えるアプローチの鮮やかな対比は、現代科学において「自然界における正しいモデル化とはそもそも何か」「理解性とは何か」という根源的な問いを我々に突きつけ問い直すものです。我々人間が、今後知性を獲得したAIと共生し、融合していく未来の世界の中で、「人間の誇る知性や『私』という意識とは、実は一つの美しい方程式でシンプルに記述しきれるような崇高で神聖なものではなく、ニューロンの複雑で莫大なノイズ混じりの網の目の電気信号のフラクテーションの中から偶発的に現れる、一つの局所的で創発的な現象(情報処理プロセス)に過ぎない」という冷徹な自己認識を深めること。そこから逆に、意識という現象の神秘に畏敬の念を抱き、知性そのものの定義をより広く豊かなものへとアップデートし再定義していく上で、本対談は極めてスリリングで重要、かつ認識革命的な視座を我々に啓示してくれています。

極限科学の圧倒的な視座から、我々のありふれた日常を取り戻し「認識の地平を拡張」する

極限の知に触れることで得られるもの

ブラックホールに落ち込む情報を瞬時に処理する宇宙最強の量子スクランブリング能力、超弦理論が数学的精緻な必然として導き出して描く我々の三次元的知覚を軽々と超えた10次元・11次元の不可視の空間構造、情報が決して失われないという決定論的な因果律、そして観測されるたびに無数に分岐し続けるマルチバースの目眩がするほど広大で無機質な世界観。本対談で山崎雅人教授と茂木健一郎氏が尽きせぬ探究心とともに語り尽くす最新の「極限の科学(EXTREME SCIENCE)」の果てしない深淵に触れることは、我々が普段の社会生活の中で当たり前の前提条件だと堅く信じ込み、少しの疑いの余地も持たない「世界の見方(進化に過剰に最適化された動物的直感や、社会生活のルールという恣意的な常識的枠組み)」という強力なバイアスを一瞬にして粉砕し、強烈で決して後戻りできない認識の相対化の不可逆的な渦の中に我々を巻き込む、圧倒的な知的な衝撃体験です。

しかし、我々の存在や世界観が根底から揺さぶられ、無限の多次元空間の中で矮小化されたからといって、そこで圧倒的な虚無感(ニヒリズム)に囚われ、絶望の中で立ち止まる必要は全くありませんし、物理学者たちも決して悲観主義に陥ってはいません。宇宙空間が、我々個々の人間の存在意義や人生の意図などに全く関係なく、ただ冷たい法則に従って淡々と無限に広がる冷徹で無機質な数学的・物理学的な空間であったとしても、その科学的な事実は、決して我々の日々の泥臭い努力、生命の輝き、悲しみや喜びの感情の起伏を、無意味な虚無へと貶めるものでは決してありません。むしろ、逆にこう考えるべきでしょう。この宇宙が果てしなく広大で、我々の日常生活に根ざした貧困な想像力を遥かに何万倍も凌駕するほどの、極めて複雑で精緻を極めた数理的な法則性によって、ダイナミックかつ力強く脈動しているからこそ、その大宇宙の138億年にわたる進化のネットワークの最先端の産物であり、文字通り星屑の破片から構成される我々人間自身の脳内の数千億のシナプスの結合、思考や意識という電光石火の明滅、そしてまだ見ぬ世界を夢見る圧倒的な想像力もまた、宇宙と全く同じフラクタル構造を持ち、無限に近い可能性と果てしない広がりをその内側に秘めた、極めて尊く崇高な「宇宙的現象」そのものであると胸を張って言えるのではないでしょうか。私たちが宇宙を理解しようとする行為自体が、宇宙が自分自身を客観的に認識しようとする壮大なプロセスの一部なのです。

絶対的な「一つの真理」への固執を手放す

物理学という学問の偉大な歴史の大きな歩みを、鳥の目で俯瞰して振り返ってみましょう。科学の進化の歴史は、決してそれまであった古い既存の理論を完全に悪として否定し廃棄して全くのゼロから建て直すだけの破壊的な歴史ではありません。ニュートン力学がリンゴの落下から惑星の軌道までを正確に記述し成し遂げた不朽の成果を大前提として包含した上で、アインシュタインがそこに「光速の普遍性」と質量による「時空の歪み」という根本的な「相対論的視座」を大胆に加え、さらにミクロの世界の奇妙な不確定性(観測されるまで位置が定まらないなど)を確率で扱う最先端の量子力学が加わって、それぞれが時には理論的矛盾を抱えながらも、双対性などの新たな概念を生み出しながら現代物理学が最高度に豊かに形成されてきたように、科学の健全な発展のプロセスとは、常に絶対的な「真理の独占」を拒否し、世界に対する全く新しい「パラダイムを覆す別の視座」を果敢に獲得し、自然界の謎に対する自らの認識の解像度を無限に上げ続ける、止まることのない知のアップデートの歴史なのです。

そしてこの「絶対的な一つの真理に固執しない」という科学的態度は、我々個人の慌ただしい実生活のあらゆる場面においても、強かに、そして見事に当てはまります。自分自身の長年の生存競争の中でなんとか培ってきた小さな「限定的でバイアスに満ちた直感という物差し」や、「過去の偶然の成功体験に過剰に縛られた狭い経験則」に必要以上に絶対的な信頼を置き固執することなく、常に自分の枠の外側にある未知なる広がりの世界に対する瑞々しい知的好奇心を持ち続けること。「自分が今絶対的に正しいと信じ込んでいるこの認識のフレームワークや価値観は、根本的な部分で間違っているかもしれない、違う次元から見れば全く別の真実があるかもしれない(理論の訂正可能性の担保)」という極めて謙虚で開かれた態度を常に維持(アップデート)しておくこと。これこそが、情報が濁流のように絶え間なく押し寄せ、過去の正解があっという間に陳腐化する変化の激しい現代社会、そしてあらゆる知的労働がAIに置き換わろうとする不確実性極まるAI変革時代を、恐怖に怯えることなくサバイブし、より豊かに生き抜くために、我々人間が獲得すべき最も不可欠で最強のアジリティ(適応力)でありサバイバルスキルとなるのです。

もしあなたが明日の朝、職場で立ちはだかる八方塞がりな状況や、プロジェクトの理不尽な失敗、あるいは複雑に幾重にも絡み合った人間関係のストレスといった、逃げ出したくなるような「日常の心の重力」に押し潰されそうになったら。その時こそ、目を閉じて深く深呼吸をし、宇宙の果てへと少しだけ想像の羽を大きく伸ばしてみてください。もし、自分たちの世界からインフレーションの壁を越えた先に、物理定数がほんの僅かだけ異なり、全く別の物理法則に支配された別の歴史を歩んだ無数の別の宇宙(マルチバース)が無限に存在し、そこにもまた様々な異なる人生の選択をした別のパターンの自分が無数にパラレルに存在しているとしたら、目の前の失敗など無限の可能性の海の一雫に過ぎないと思えないでしょうか。あるいは、今あなたの目の前に立ちはだかり、絶対に解決不能で突破口が見えない重圧的な「問題の壁」や「コーヒーカップ」が、数学の魔法であるトポロジーの異次元空間の中で、視点の次元をたった一つ上げるだけで、全くの別物へ滑らかに連続変形し、全く気づかなかった別の突破口を持つ「ドーナツの穴」へと姿を変えていく、その鮮やかな思考のジャンプの様子を鮮明にイメージしてみてください。

最先端の科学の深淵を探求することや、数学的な抽象化の高みへの大ジャンプは、目の前のリアルな借金や人間関係の悩みなど、現実の世俗的な悩みそのものを自動的に一瞬で消し去り解決してくれる便利な魔法の杖では決してありません。しかし、その問題そのものを消し去る代わりに、あなたと「問題が置かれている次元(認識の前提となる枠組み)」そのものを、全く異なる普遍的な法則が支配する広大でクリアな風景へと、ダイナミックかつ瞬時に書き換えてくれます。慣れ親しんだ直感の強力で狭い軛(くびき)を逃れ、宇宙の果ての観測者として自らの抱える問題を俯瞰した視点に立った時、あなたの脳内には初めて、焦りや恐怖から解放された、静謐で透明な「空間のよはく(圧倒的な心理的余裕とメタ認知)」が生じます。それこそが、SNSのノイズや目先の小さな失敗に振り回されることなく、私たちがどんな困難な状況をも乗り越え、より自由でしなやかで、圧倒的に創造的な次の一歩を力強く踏み出すための、内なる最大の原動力となるのです。洗練された美しい数式が、天才物理学者たちにとって世界の究極の真理へ至るための欠かせないポータル(魔法の扉)であるように、常識の枠を鮮やかに取り払った私たちの「限界なき想像力と、本質を見抜こうとする好奇心」もまた、閉塞した個人の現状を力強く打破し、まだ見ぬ未知なる素晴らしい世界への重い扉を開くための、誰の手にも握られている最強のマスターキーなのです。

Comment

タイトルとURLをコピーしました