宇宙が始まったときに運命は決まっている？ ラプラスの悪魔

高校で習うニュートン力学(古典力学とも呼ぶ)は、質点の運動は初期位置と初速度という初期条件と受ける力によって完全に決定される、と主張している。

この世の物質は質点が集まってできたものだと考えることができる。

  • 全ての質点の初期値と宇宙の始まりにおける神の一撃(力)を知ることができ、
  • それらの運動方程式を全て解くことができる

仮にこれら２つが可能な者は過去から未来永劫、全ての運動を予測することができる。 そいつはラプラスの悪魔と呼ばれている。

ラプラスの悪魔は空想上の存在である。 しかし、原理的にニュートン力学は僕らの運命は宇宙が始まったときから決まっているし変えることもできないことを示している。

「自分の意思や行動によって未来を変えることができるはずだろ！」と反論が聞こえてきそうだ。 しかし、君がどう考えてどう行動するのかも宇宙が始まるタイミングで既に決まっていたのだ。 運命は変えられないのね…。

初期値の少しのずれが未来を大きく変える 初期値鋭敏性

計算能力や測定技術の向上。 科学技術が進歩していけば人間はラプラスの悪魔になれそうに感じないだろうか？ しかし、それは原理的にあり得ない。

「バタフライ・エフェクト」という言葉を聞いたことがあるだろうか。 これはブラジルの蝶の羽ばたきというクソショボい力がアメリカで竜巻を引き起こし得る、という話である。 複雑系の科学の初期値のちょっとした違いが大きく結果を左右するという「初期値鋭敏性」に対する分かりやすい例え話だ。

空間は実数として表現できる。 厳密に測定しようとするのなら、質点１つの位置でさえ無限桁が必要となる。 つまり、いくら科学技術が向上しても測定誤差を完全に排除することはできない。 このちょっとした誤差によって、シミュレーションの結果は大きく変わってしまう。 人間がラプラスの悪魔になれる日は来ない。

位置と速度を同時に確定できない 不確定性原理

ニュートン力学が完全に予測可能な世界を説く一方で、ミクロな世界を支配するのは量子力学である。

量子力学によれば、原子のようなミクロな物体は同時に波でもある。 したがって原子は揺らいでいて、位置と速度（運動量）を同時に知ることは原理的に不可能だ。これを「不確定性原理」という。

つまり、初期値は確定できない。 量子力学の登場で「ラプラスの悪魔」は完全に死んだ 「全ての質点の初期値」そのものが定まっておらず、質点の運動は確率によって変わる。 ラプラスの悪魔になる条件の１つ目は達成し得ないのだ。 私たちの運命は不確定で揺らいでいる！未来は変えられる？！

神がデタラメな確率的世界を創るわけがない！

初期値が揺らいでいる？ 未来は未確定？ そんなバカな。 相対性理論を創始した天才アインシュタインは「神はサイコロを振らない」と言ったらしい。 アインシュタインはユダヤ教徒であり、理性的な神が世界を創ったと信じていた。 理性的な神が確率に支配されるデタラメな世界を創るはずがない。 こうしてアインシュタインは最後まで量子力学を信じることができなかった。

ちなみに、ニュートンも神の意思を知りたいと願っていた。 地球は宇宙の中心であり特別な場所のはずだ。 それを物理学で裏付けられるのではないかと考えていたそうな。 しかし、絶対座標系なるものは存在せず、宇宙はどこも平等であり地球が特別ではなかった。

このように物理学の研究とは理性的な創造主たる神の意思を知ろうとする宗教行為でもあった。 確率は信じるにはデタラメ過ぎたのだ。

人間の認知的限界 確率は理解できない

アインシュタインに限らず量子力学を理解(納得)できる人類は存在しない。 なぜなら、人間は因果関係しか理解できないからだ。

原始の生物の脳はある刺激Aに対してBという反応をするだけの単純なものだった。 これは「AならばB」でありに因果関係である。

人間は複雑な思考ができるように進化したが、脳のベースの部分は相変わらず因果関係しか理解することができない。 確率は数字としては理解できても腹落ちしないのはことためだ。

だから、多くの人が宝くじを買ってみたり単なる事故に対して運命や呪いなどの理由をこじつけてみたりするのだ。

ヒトが未来が見通せるほどこの世界は単純にできていないようだ。