客観的な世界は単純に 、起こらない 」と数学者で物理学者のヘルマン ワイルは 1949 年に書いています。彼の観点からすると、宇宙は空間に配置されるのと同じくらい確実に時間に配置されます。時間は経過せず、過去と未来は現在と同じくらいリアルです。あなたの常識がこの考えに反抗する場合、それはおそらく 1 つの理由によるものです:因果関係の矢です。過去の出来事が現在の出来事を引き起こし、それが未来の出来事を引き起こします。時間が本当に空間のようなものであるなら、未来からの出来事は現在と過去にも影響を与えるべきではありませんか?
彼らは実際にそうかもしれません。ジョン・ウィーラー、リチャード・ファインマン、デニス・シアマ、ヤキル・アハロノフなどの有名な物理学者は、因果関係は両頭の矢であり、未来は過去に影響を与える可能性があると推測しています。今日、この立場の主要な提唱者は、時間の物理学を専門とするケンブリッジ大学の哲学者であるヒュー・プライスです。プライス氏は、「『過去をある程度コントロールできる世界はあるだろうか』という質問への答えはイエスです」と述べています。さらに、Price らは、そのような制御の証拠が半世紀以上にわたって私たちを見つめてきたと主張しています.
その証拠は、量子力学の特徴であるエンタングルメントと呼ばれるものであると彼らは言います。 「もつれ」という言葉には、ロマンチックなもつれと同じ意味合いがあります。つまり、特別で、厄介な関係になる可能性がある関係です。絡み合った粒子は、実験室で生成されるとすぐ近くで始まります。次に、それらが分離されると、一対の魔法のサイコロのように動作します。あなたはラスベガスで一方を「転がす」（または測定する）ことができ、友人はニュージャージー州アトランティックシティでもう一方を転がすことができ、それぞれのサイコロがランダムな面に着地します。しかし、これらの 2 つの側面が何であれ、それらは互いに一貫した関係を持ちます。たとえば、それらは同一である場合もあれば、常に 1 だけ異なる場合もあります。これが起こるのを見たことがあれば、サイコロが振られる前にロードまたは修正されたと思うかもしれません。しかし、曲がったサイコロがこのように動作することはありません。結局のところ、アトランティックシティのダイスは、ラスベガスのダイスで何が起こっているかに応じてその動作を変更し、その逆も同様です。それらを同時にロールしたとしてもです。
エンタングルメントの標準的な解釈は、2 つの粒子間で何らかの即時通信が行われているというものです。それらの間の通信は、介在する距離を瞬時に、つまり無限の速さで移動する必要があります。それは明らかに光よりも速く、相対性理論によって禁止されている通信速度です。アインシュタインによれば、それを行うことができるものは何もないはずであり、量子力学自体の範囲を超えて、いくつかの新しい物理学が機能しているに違いないと彼は考えています。
パーティクル (またはサイコロ) が瞬時に通信するわけではなく、それらの値が事前に固定されているわけでもないとします。もう選択肢はないようです。しかし、ここでプライスは不可能なことを考えるように私たちに求めます:絡み合った粒子のいずれかに何かを行うと、2 つの粒子が接近して強く相互作用していた過去の時点まで時間をさかのぼる効果が生じるということです。その時点で、未来からの情報が交換され、各粒子がそのパートナーの動作を変更し、これらの効果が再び未来に引き継がれます。瞬間的なコミュニケーションの必要はなく、相対性違反もありません。
一見したところ、絡み合いのこの解釈は、1 つの厄介な動作 (任意の距離を越えた瞬間的な通信) を別の動作 (時間を遡って移動する情報) に置き換えます。しかし、情報が未来から過去に移動するという考えに実際に悩まされるべきでしょうか?結局、数学的には、時間のもつれは空間のもつれと同じであり、情報が空間を横切ってあらゆる方向に移動することに何の不安もありません.
この問題について考えるために、最も平凡な物体であるアイスキャンディーの棒を考えてみましょう。両端に加える圧力に応じて、スティックが曲がったり座屈したりします。ここで、両端が空間ではなく時間で分離されているアイス キャンデーの棒を想像してみてください。同じロジックが適用されます。スティックの中央に何が起こるかは、それぞれの端の状況によって異なります。絡み合った粒子の場合、終点はたまたま時間内にあります。一方の端は実験室で隣り合って作成された瞬間であり、もう一方の端は遠く離れて測定が行われる瞬間です。ある中間時点での彼らの行動は、過去と未来の両方から流れてくる情報に依存します。
量子力学の他の多くのことと同様に、この逆因果性の概念は範囲が限られています。特定の状況でのみ、未来が過去に影響を与えるのを見ることができます。個々の粒子プロセスは時間を前後に移動できますが、過去の終点は非常に秩序立っていて、未来の終点は非常に無秩序であるため、宇宙全体は順方向に歪んでいます。私たちの死は、小宇宙におけるこの非対称性です。
時間の経過、ひいては自由意志の感覚も同様です。私たちは過去が固定されていると感じています。なぜなら、宇宙が秩序だった起源からより複雑な未来に向かって滑り落ちたときに作成された過去の記録があるからです。将来のそのような記録はありません。実際、未来を「私たちが知らないこと」と定義することもできます。そして、未来について私たちが知らない多くのことの1つは、私たち自身がその中で何をするかです.私たちは生きるという行為においてのみ、この知識を獲得します。私たちの決定はあらかじめ定められているかもしれませんが、それでもペースを追わなければなりません。それが私たちの意志に意味を与えるものです.
しかし、量子レベルでは、時間が曖昧になります。ハイゼンベルクの不確定性原理により、過去の特定の出来事については、将来の出来事についての知識と同じくらいほとんど知識がありません。深い意味で、それらの出来事は私たちにとって実際には「過去」ではなく、何が起こったのか分からないからです。それらは開かれた「未来」にあるのです。したがって、これらの過去の出来事に影響を与えることができると期待するのは一貫しています.量子力学は、無知と知識の境界線を引き直し、したがって未来と過去の境界線を引き直します。
しかし、宇宙が大きな論理的パラドックスで内破するのを避けるためには、そうでなければならないので、過去の私たちの制御は非常に限られています.量子力学は、その影響を否定するように設定されています。それは時間の川に渦を巻き起こすが、それはほんのわずかだ。
逆因果関係懐疑論者は、逆因果関係が奇妙だということではなく、すべて不平を言っています。 エンタングルメントを説明するためのオプションは次のとおりですが、その支持者はまだ自分たちの考えを本格的な理論に具体化していません。オックスフォード大学の哲学者であるデビッド・ウォレスは、「量子力学をそのまま受け取って、『因果関係を遡って解釈します』と言うわけにはいきません。 「因果関係を遡って、経験的に等価な量子力学の代替案を考え出す必要があります。そして、それは行われていません。」
支持者はこの批判を受け入れます。ペリメーター研究所の物理学者であるマット・ライファーは、「逆因果関係を調査したい人は、商品を考え出す必要があります」と述べています。 「現在、誰もが真剣に受け止めているわけではないという事実は、そうしないのが正しいと思います。」最も発展したレトロコーザル モデルの 1 つは、ワシントン大学の物理学者ジョン クレイマーによって開発された、いわゆるトランザクション解釈です。 Cramer によると、すべてのイベントは、時間的に前後に伝播する波を送信し、粒子の測定を以前の準備と結び付けますが、時空の他の場所で相殺します。しかし、ウォレス氏によると、この写真でさえ「アイデアのスケッチ」にすぎません。因果関係の完全なモデルはまだありません。
しかし、逆因果関係が存在しなくても、量子物理学についての新しい考え方が生まれました。たとえば、以前は粒子を乱すことなく測定することはできないという信念がありましたが、クラマーのモデルに似た逆因果モデルを研究する中で、Yakir Aharonov と彼の同僚は「弱い測定」の手法を思いつきました。彼らは、量子システムを非常に穏やかにプローブできるため、プローブの効果がシステムの本質的な不確実性で失われますが、繰り返し試行をふるいにかけることで有用な情報を取得できることに気付きました。アハロノフと彼の同僚は、この手法を実験で使用しており、逆因果関係の証拠が得られたと彼らは述べていますが、この手法を利用するために逆因果関係を受け入れる必要はありません.
他の研究者は、過去の因果関係を使用して既存の結果を説明しています。たとえば、Price の共同研究者であり、サンノゼ州立大学の理論物理学者である Ken Wharton は、逆因果関係はフラストレーション自然放出として知られるプロセスを理解するための自然な方法であると主張しています。通常光を放出する原子は、周囲がその光を吸収できなくなると、放出を停止します。したがって、1 つのイベント (放出) は、将来起こるか起こらないか (吸収) に依存します。 「これは、粒子が未来を探り、そこにあるものを見て、それに基づいて決定を下し、崩壊しない例の 1 つです」とウォートンは言います。 「因果モデルでは理解しにくい」
逆因果モデルにより、物理学者は長年のタブーを再考せざるを得なくなりました。現在の将来の出来事に役割を与えることで、それはプラトンとアリストテレスにまで及ぶ一連の考えに加わります.彼らは、自然は人間と同じように、最終的な目的と目標を中心に組織されていると主張しました。パン屋の目的がパンを焼くことであるように、雨滴の目的は落ちることであり、種の目的は木に成長することです.これらのいわゆる目的論的アプローチは、ニュートンと彼の同時代の人々が、現在の状況のみを使用して自然物の未来を予測できることを証明したときに、科学の主流から外れました。将来の明確な役割や必要性はありませんでした。遡及的因果関係により、物理学は非常に古いアイデアを会話に戻すことを余儀なくされている可能性があります.
George Musser は、物理学と宇宙論の作家であり、 の著者でもあります。 ひも理論への完全なばかのガイド。 彼はの上級編集者でした サイエンティフィック アメリカンに 14 年間在籍し、アメリカ物理科学研究所ライティング アワードなどの栄誉を獲得しています。
