『ビッグ・クエスチョン ―〈人類の難問〉に答えよう』（2018年）は、宇宙に関する最も根源的な問いに、独自のヒューマニズムの視点から答える一冊です。科学の歴史と人類の未来を織り交ぜながら、宇宙の起源やブラックホールの内部から、有人宇宙探査、人工知能の危険性までを壮大なストーリーで駆け抜けます。
この本の要点は？世界で最も野心的な問いへの答えを見つけよう。
日常生活から一歩下がって、人生最大の問いについて考える時間をとることは稀です。私たちはどこから来たのか？どうやってここにたどり着いたのか？なぜ宇宙はこのようにできているのか？幸いなことに、世界で最も聡明な人々の中には、こうした問いに生涯を捧げ、私たちにも理解できる言葉で答えを書いた本を遺してくれた人もいます。
スティーヴン・ホーキング教授は最後の著書で、宇宙最大の謎に挑むその類まれな能力を発揮しつつ、人類の運命についての仮説を展開しています。社会問題と太陽系を結びつけながら、ホーキングは宇宙の基本法則と人類の未来へのビジョンを明らかにします。この要約では、次のようなことを学びます。
- なぜブラックホールがナイアガラの滝に似ているのか
- 太陽系のどこに液体の水が存在しうるのか
- ある野心的なプロジェクトが宇宙探査をどのように一変させる可能性があるのか
なぜ私たちはここにいるのか？どこから来たのか？どうして世界はこのようになっているのか？
力が宇宙を支配している ― しかし、神による創造はおそらくその中にはない。
科学と宗教は、これらの根源的な問いに対して答えを提供しますが、まったく異なる結論に達します。一方は人間の生命には本来の意味があると主張し、他方は私たちの存在はほとんど偶然に過ぎないと説きます。この二つが相容れない信条と見なされるのも不思議ではありません。これらの問いは、宇宙を理解し説明しようとする ― 答えと意味を探し求める ― 人間の自然な傾向から生まれます。
最初のうち、これらの説明は宗教からもたらされました。雷や嵐、日食は神々の仕業と考えられていました。しかし現在、私たちはより合理的で一貫性があり、検証可能な説明を手にしています。宇宙は、破ることのできない一連の自然法則に支配された巨大な機械なのです。単純なテニスの試合を考えてみてください。ボールは、重力や運動といった自然法則が予測する通りの場所に必ず落ちます。例外はありません。
もちろん、選手の筋力や風速などの変数はありますが、これらは単なるデータポイントとして、不変の方法で自然法則によって処理され、結果を算出します。これらの法則は不変であるだけでなく、普遍的でもあります。つまり、テニスボールに当てはまることは、最大の天体にも当てはまるのです。地球の公転も、星間空間を疾走する氷の隕石も、これらの法則に従います。さらに、自然法則を破ることはできません。神でさえもこれらの法則に従わねばならず、それは神の全能性を主張する神学とは相容れないものです。
しかし、現代科学と神の概念を調和させる方法が一つあるかもしれません。それは、神を、意識を持った創造主としてではなく、これらの自然の基本法則そのものとして定義することです。アインシュタインは神をこのように捉えていました ― 観測可能で破ることのできない宇宙のルールを指す言葉として。この説明に満足できない人も多いでしょう。
なぜなら、私たちの多くは神を、人間のような意識を持った存在 ― 個人的な関係を築ける存在 ― として考えることに慣れているからです。しかし、宇宙の恐ろしいほどの大きさを見て、人間の生命がいかに小さく偶然の産物であるかを思うとき、神による創造の可能性は極めて低いと言えます。では、宇宙の創造に関する従来の説明が不完全だとすると、宇宙はどのように始まったのでしょうか？
「ビッグバンの前には何があったのか？」という問いは論理的に成り立たない。
ほとんどの人が「ビッグバン」という言葉を聞いたことがあるでしょう。これは、宇宙がどのように誕生したかについて最も広く受け入れられている科学理論です。ほんの一瞬のうちに、宇宙はおそらく陽子よりも小さな無限に密度の高い点から、急速に膨張する物体へと変化し、現在も成長を続けています。実際、宇宙が膨張しているという発見が、ビッグバン理論の発展を助けました。この発見は、エドウィン・ハッブルという科学者によってもたらされました。
1929年、ハッブルは遠方の銀河からの光を注意深く分析しました。その目的は、これらの銀河が動いているかどうか、もし動いているならどの方向かを測定することでした。その結果は、科学史上最も革命的な発見の一つとなりました。ハッブルは、ほとんどすべての銀河が互いに遠ざかっていることを示したのです。さらに、地球から遠い銀河ほど、その速度が速いこともわかりました。その速度から逆算すると、これらの銀河は約100億年から150億年前には極めて近い距離にあったことになります。
おそらく、すべてが空間の同じ一点、つまり「特異点」を占めるほどに近かったのでしょう。この理論を裏付ける証拠は、1965年に宇宙空間でかすかな背景マイクロ波が発見されたことで初めて現れました。これは、宇宙が非常に高密度で高温の始まりを持ったことを強く示唆しています。これらのマイクロ波は、最初の「爆発」の名残の放射線である可能性が高いのです。しかし、疑問は残ります。ビッグバンの「前」には何があったのか？その答えは、アインシュタインと、彼の革命的な発見である空間と時間が別個の存在ではないという事実にあります。
代わりに、それらは「時空」と呼ばれる「織物」に織り込まれています。これは宇宙が存在する舞台です。そして、時空は巨大な物体が持つ強い重力によって歪められることがあります。マットレスにボウリングの球を置く様子を思い浮かべてください。理解するのは難しいですが、ブラックホールのような最も質量の大きい物体は、時空を激しく歪め、時間そのものを停止させることがあります。では、宇宙の始まりまで旅をしてみましょう。宇宙は収縮を始め、ブラックホールに似た無限に小さく無限に密度の高い特異点に達します。ここでは、空間も時間も、私たちが古典的に理解するようには機能しません。
これで答えが得られました。「因果関係の連鎖」を最も遠い点までたどることで、ビッグバンには原因があり得ないことを証明できます。なぜなら、時間が存在しなかったからです。原因が存在するための時間がなかったのです。このことを少し噛み締めてから、同じく神秘的なテーマである地球外生命について考えてみましょう。
地球外生命の問題に簡単な答えはない。
宇宙人は何十年もの間、私たちの想像力をかき立ててきました。映画で見たり、SF小説で読んだり、コンピューターゲームで撃退したりしてきました。中には、実際に遭遇したと主張する人さえいます。しかし、地球外に知的生命体が存在する可能性はどれほどあるのでしょうか？
私たちが持つ唯一の例である地球を考えると、地球外生命体が発達した可能性は高いと思われます。なぜなら、地球上には35億年前にはすでに基本的な生命の化石証拠が存在しているからです。それは地球が居住可能になってからわずか5億年後のことです。そして地球が形成された頃には、宇宙はすでに70億歳の誕生日を迎えていました。私たちが火を発見する前に、多くの異星文明が興り、宇宙旅行をマスターし、銀河系に進出していたかもしれません。時間的な枠組みは問題ないように見えますが、居住可能な惑星についてはどうでしょうか？
一見すると、これも問題ではないようです。すべての恒星の20％が、「ゴルディロックス・ゾーン」と呼ばれる生命維持可能な領域に地球型惑星を持っていると推定されています。この領域は、恒星から遠すぎて氷の荒れ地になることもなく、近すぎて住人を焼き尽くすこともない場所です。これを大局的に見てみましょう。私たちの銀河である天の川銀河には、約2000億個の恒星があります。これは、私たちの宇宙の隣近所だけでも、潜在的に400億個もの地球型惑星が存在することを意味します。しかし、地球外生命がこれほどありそうに思えるのに、なぜ私たちは訪問を受けていないのでしょうか？
一つの理論は、地球外生命はありふれているかもしれないが、知的生命体は極めて稀であると主張します。もう一度地球を見てみましょう。生命が単細胞から多細胞生物へ進化するのに25億年かかりました。知的生命には多細胞生物が必要です。これは、太陽が爆発する前に私たちに残された時間のかなりの部分を占めています。ですから、生命を育んだ他の多くの世界が発展したものの、年老いた不機嫌な星によって吹き飛ばされてしまった可能性があります。
地球外生命が直面する存亡の危機はこれだけではありません。6600万年前、小さな小惑星か彗星が地球に衝突しました。それは、それまで地球を支配していた恐竜を全滅させました。これが地球への最後の大規模な衝突であり、私たちは長い間運を天に任せてきました。このような衝突は、2000万年に一度程度の頻度で起きると合理的に推定されています。これが正しければ、人類が地球上で発展できたのは単なる幸運によるものであり、私たちの惑星はいつ星間衝突が起きてもおかしくない、期限を過ぎた状態にあると言えます。他の生命体はそれほど幸運ではなかったのかもしれません。
未来を予測することは可能かもしれない ― しかし、ありそうにない。
もし未来を予測できたらと想像してみてください。来週の宝くじの当たり券を買えたり、次のテストの問題を知れたり、差し迫った死を回避したりできるでしょう。それは魅力的な見通しですが、可能でしょうか？従来の意味では、不可能です。
しかし、ありそうもないものの、可能かもしれないシナリオが一つあります。フランスの科学者ピエール＝シモン・ラプラスは、宇宙のすべての粒子の位置と速度を知ることができれば、それらの未来の振る舞いを計算できると主張しました。あなたの車が特定の瞬間に特定の位置にあり、時速60kmで走っているとわかっていれば、30分後にどこにいるかを簡単に計算できます。ラプラスの考えは、実は古典科学の中心原理です。つまり、ある時点での宇宙の状態が、その未来の状態を決定するという考え方です。これにより、少なくとも理論上は、未来を予測できることになります。しかし20世紀になると、ドイツの物理学者ヴェルナー・ハイゼンベルクがラプラスの論理に冷や水を浴びせました。
ハイゼンベルクは、光の波が「量子」と呼ばれる離散的な単位にパッケージ化されている方法のため、粒子の速度と位置を同時に測定することはできないことを発見しました。どちらか一方を正確に測定しようとすればするほど、もう一方の測定精度は低下します。この規則は「不確定性原理」として知られるようになり、物理学に新しい世界観を要求しました。この新しい見方は、20世紀前半に、悪名高いほど複雑な「量子力学」の理論として登場しました。量子力学では、粒子は明確に定義された位置や速度を持ちません。代わりに、これらの値は「波動関数」と呼ばれるものによって表されます。波動関数とは、それぞれが空間の異なる点を表す一連の数値の集まりです。
波動関数の大きさは、粒子が空間の各点で見つかる確率を予測します。任意の点における粒子の速度を予測するには、空間内の2点間で波動関数がどれだけ変化するかを測定します。量子力学はまた、多くの問題を私たちに突きつけます。まず、古典科学の見方に比べて、粒子について予測できる情報が半分だけです。つまり、位置と速度ではなく、その波動関数しか解明できません。さらに、量子力学の理論は、ブラックホールの内部のような、時空が歪む極限状態では破綻するように思われます。
光さえもブラックホールからは逃れられない ― しかし、逃れられるものもある。
あなたが新人船長と共に星間飛行中だと想像してください。彼女の興奮と熱意からコースを外れ、ブラックホールの軌道に入ってしまいました。その重力があなたの船を確実な死へと引き寄せています。しかし、ブラックホールの「事象の地平線」の向こう側を、中心近くで星屑に押しつぶされる前に一目見る最初の人間になれるという事実に、慰めを見いだせるかもしれません。ブラックホールは、恒星が崩壊するときに形成されます。
これは、これらの巨大なガスの球が信じられないほどの質量を持っているために起こります。質量が大きければ大きいほど、それに伴う重力も大きくなります。では、なぜ私たちの太陽は現在崩壊していないのでしょうか？それは、恒星がその生涯を通じて、熱圧力の生成によって自らの重力に対抗しているからです。すべての恒星の内部では、水素をヘリウムに変換する核反応によって莫大なエネルギーが生成されています。これが内側への崩壊を押し戻しますが、それは一時的なものです。最終的に、恒星は核燃料を使い果たします。
そうなると、ほとんどの恒星は周囲の物質をすべて内側に引き込み、無限に密度が高く無限に小さな点、つまり特異点へと収縮します。これがブラックホールです。残念ながら、特異点を調べることは不可能です。ブラックホールの周囲では重力があまりにも強いため、ある境界の内側では光さえも逃れることができません。この境界は「事象の地平線」として知られています。事象の地平線とは、船でナイアガラの滝を航行するようなものだと考えてください。近づくにつれて流れは強くなりますが、十分なパワーがあれば脱出は可能です。
しかし、船がその崖を越えてしまったら、もう望みはありません。命がけの落下に身を任せるだけです。では、宇宙が何十億年も存在し、ブラックホールからは何も逃れられないのであれば、宇宙はブラックホールで溢れかえっているべきではないのでしょうか？実は、ブラックホールからは「逃れられるもの」もあるのです。1974年、スティーヴン・ホーキングはブラックホールが一定の割合で粒子を放出していることを発見しました。その答えは再び量子力学にあります。彼の理論は、宇宙空間が粒子と反粒子で満たされていると主張します。
これらは常に結合、分離、そして互いに消滅を繰り返しています。これらの粒子対とブラックホールとの複雑な相互作用、特にパートナーが事象の地平線によって引き離される場合、ブラックホールは質量を失い、縮小し、最終的には消滅します。ここで一息ついて、今度は私たちの種に関するいくつかの疑問を探ってみましょう。
地球上で生き残るためには、即座の行動が必要だ。
ここまでは、宇宙が提示する最大の疑問に取り組んできました。今度は、故郷である地球の問題に目を向けましょう。私たちの惑星は非常に多くの方法で脅かされており、圧倒されるほどです。率直に言って、母なる地球の見通しはあまり良くありません。一般的に、脅威は「私たちのコントロールが及ばない出来事」と「及ぶ出来事」の二つのカテゴリーに分けられます。
順に見ていきましょう。すでに見てきたように、物理学と確率の法則に従えば、私たちの惑星は小惑星の衝突がいつ起きてもおかしくない状態です。おそらくこれが私たちが直面する最も恐ろしい脅威でしょう。現在の技術では、私たちは破壊を防ぐことがまったくできません。しかし、これは物事を大局的に捉えるきっかけにもなります。不可避なことに思い悩むべきではありません。むしろ、人類が修正可能な問題にエネルギーを注ぐべきです。私たちにとって最も差し迫った脅威は気候変動です。
地球の生態系を考慮すると、現在の世界の排出量は完全に持続不可能です。海水温の上昇はより多くの二酸化炭素を大気中に放出し、極地の氷冠を融解させます。すると、これらの縮小した氷冠は宇宙空間に反射される太陽エネルギーの量を減らし、地球をさらに加熱します。これがよく知られる「温室効果」であり、この効果が制御不能になる前に、私たちは二酸化炭素排出量を削減するための技術的・政治的解決策を緊急に見つける必要があります。そうしなければ、私たちの惑星は金星の表面のようになってしまうかもしれません。金星は住みやすい条件で知られている惑星ではありません。もし天気予報士が金星で生きられたとしても、最高気温250℃、夜は硫酸の雨と伝えるでしょう。
地球温暖化は地球にとって最も差し迫った脅威かもしれませんが、私たちはより大きな脅威にも直面しています。核による絶滅です。核紛争を取り巻く過激なレトリックは冷戦終結以降鎮静化したかもしれませんが、それは単に「眠れる巨人」に過ぎません。私たちの地政学的状況は安定とはほど遠く、不安定性はより多くの国が核兵器を入手する可能性を高めます。テロリストが核弾頭を手に入れる可能性もあります。
現在、世界の核備蓄は地球を何度も破壊できるほどの威力があります。地球の現状では、今後1000年以内に核戦争か環境破壊のどちらかが地球を荒廃させることはほぼ不可避です。しかし、その時までに人類が地球を脱出し災害から生き延びる技術を持っていることが望まれます。
宇宙への植民を始める必要がある。
1492年にクリストファー・コロンブスが西へ航海したとき、批評家たちはその計画を莫大な金の無駄遣いだと非難しました。しかし、わずか数十年後には、彼の「発見」によって全世界が取り返しのつかないほど変わりました。現在の状況は500年前と似ています。現在の政治的・財政的状況のため、GDPに占める宇宙機関の予算の割合は何十年も減少し続けています。
政治家や一般市民は、お金を使うべきもっと良い対象があると信じています。これは人類の核心的な本能に反しています。種として、私たちの好奇心のレベルは独特であり、行きたい、見たい、知りたいという憧れに突き動かされています。とどまることは、難破した人々が無人島から脱出しようとしないのと同じです。人類に再び宇宙探査への憧れを抱かせるには、具体的な期限が必要です。それは、1962年にケネディ大統領が、1960年代の終わりまでに有人月面着陸を達成すると宣言した時のようにです。これは人々の想像力を掻き立て、多くの子供たちが後に科学者になるきっかけとなりました。
現在の技術では、2050年までに月面基地を、2070年までに有人火星着陸を実現するという目標は可能であり、宇宙計画への熱意を再燃させるでしょう。それで終わる必要はありません。外惑星を除けば、100年以内に太陽系の惑星に到達できる可能性があります。木星の衛星エウロパには、氷の表面の下に生命を維持できる水の海があるかもしれません。しかし、私たちは長い間、太陽系に閉じ込められることになります。なぜなら、最も近い恒星系であるアルファ・ケンタウリは4.5光年離れているからです。
現在の化学ロケットの世代では、人間の寿命のうちにそこを訪れることは不可能です。核融合や物質-反物質消滅など、ロケットをより速く推進する他のエネルギー形態の候補はありますが、これらはおそらく何世紀も開発されないでしょう。一つの代替案は無人探査機です。これらははるかに早く星系に到達するでしょう。例えば、画期的な「スターショット計画」を考えてみましょう。
これは、わずか数センチメートルのサイズの「ナノクラフト」宇宙探査機を1000機作成することを提案しています。これらのナノクラフトは、小さくて軽量の帆に取り付けられ、軌道に送られます。地球上では、強力なレーザーの集合体が大気圏上空の特定の一点に焦点を合わせ、各帆にギガワット級のエネルギーを照射します。スターショット計画には解決すべき多くの工学的課題がありますが、克服不可能なものではありません。実際、このようなプロジェクトは、私たちの種の独創性を思い出させてくれます。話の続きは誰もが知っています。
暴走するAIに警戒が必要だ。
「スカイネット」と呼ばれる高度な人工知能ネットワークが自己認識に達し、創造主に対して核による大虐殺を開始する。一部の人間は生き残りレジスタンスを結成し、スカイネットはそのリーダーを殺すためにアーノルド・シュワルツェネッガー（機械）を1984年へと送り込む。しかし、これはすべてハリウッドの有名な想像力の産物に過ぎないのでしょうか？実は、それほど突飛な話でもないのです。
ここでの皮肉は、SFがこのシナリオの危険性を示しながら、それを馬鹿げていて信じ難いものにも見せてしまったことです。しかし、超知能機械の可能性を真剣に受け止めなければ、それは私たちの最大の過ちになりかねません。こう考えてみてください。現在、私たちの脳は最も高度なコンピューターよりはるかに発達しています。実際、現在のコンピューターはミミズの脳よりも単純です。しかし、このままではありません。知能が状況に応じて適応する能力と定義されるなら、自己改善できるAIシステムは「知能爆発」を引き起こし、私たちをミミズの立場に置くかもしれません。これは現実的な危険ですが、恐怖を煽ることにも注意が必要です。
適切に利用されれば、AIは病気や貧困の根絶から、決して予測できない利益に至るまで、人間生活のほぼすべての領域を改善する力を持っています。脚本家は1980年代に『ターミネーター』のプロットを書きましたが、誰もインターネットの急激な台頭を予測しませんでした。現在、私たちは自動運転車や囲碁で勝てるコンピューターのようなものを持っています。これらは今は革命的だと思われていますが、コンピューターの速度、パワー、容量は絶えず加速しています。これに関する法則があります。「ムーアの法則」です。これは、コンピューターの速度と容量が18ヶ月ごとに倍増することを示唆しています。
私たちの機器がムーアの法則に従い続けるなら、AIは今後100年以内に人間の知能を超える可能性があり、自己認識を持つスカイネットの可能性はより現実味を帯びます。では、これに対する答えは何でしょうか？人類はすでにこの危険性を認識しており、それは心強いことです。2015年には、イーロン・マスク、スティーヴン・ホーキング、そして多くのAI専門家が、制御されない超知能の危険性を警告する公開書簡に署名しました。AI倫理もまた、最も急速に成長している学術研究分野の一つとなっています。ただし、今後最も重要なのは、将来の安全策によって、機械が常に人間のために奉仕するよう確実に保証することです。
最終的なまとめ
人類は最も初期の歴史から、最も根源的な問いを投げかけ、私たちがどこから来て、なぜここにいるのかを説明しようと突き動かされてきました。宇宙の不変の法則の発見により、私たちはその謎の一部を解き明かすことができました。今度は、遠く離れたブラックホールの仕組みから、まさにこの地球上の人類の差し迫った問題に至るまで、より複雑な疑問に取り組まなければなりません。
実践的なアドバイス：AIを批判的な目で見ること。自動運転車の差し迫った到来を、勇敢な新技術時代と見なすのは簡単です。実際には、私たちは暴走する人工知能の結果を見過ごす危険にさらされています。最新の計算技術ブームに流されるのではなく、これらの発展があなた個人にとって、そして将来の世代にとって、社会にどのような影響を与えるかを自問してみてください。
