物理学と哲学を「単一の全体」としてテストする実験は、宇宙についての確かな知識を得る唯一の道かもしれません。
ニコ・ローパー/クアンタマガジン
形而上学は、世界の深い足場、つまり空間、時間、因果関係、存在の性質、現実そのものの基礎を扱う哲学の分野です。テストを実施して結果を解釈するすべての努力の根底には形而上学的な仮定があるため、一般にテストは不可能であると考えられています。通常、こうした想定は暗黙のうちに語られます。
ほとんどの場合、それで問題ありません。世界の仕組みについて私たちが持つ直感が、日常の経験と矛盾することはほとんどありません。光の速度よりもはるかに遅い速度や、量子スケールよりもはるかに大きなスケールでは、たとえば、物体は測定とは独立した明確な特徴を持ち、私たち全員が普遍的な空間と時間を共有し、私たちの一人にとっての事実は全員にとっての事実であると仮定できます。私たちの哲学が機能している限り、それは背景に気づかれずに潜んでいるため、私たちは科学が形而上学から分離できるものであると誤って信じてしまいます。
しかし、経験の未知の端、つまり高速かつ小さなスケールでは、それらの直観は私たちの役に立たなくなり、私たちが哲学的な仮定に正面から対峙することなく科学を行うことは不可能になります。突然、私たちは科学と哲学を明確に区別できなくなった場所にいることに気づきます。物理学者のエリック・カヴァルカンティによれば、それは「実験的形而上学」と呼ばれる場所です。
オーストラリアのブリスベンにあるグリフィス大学のエリック・カヴァルカンティは、自分自身を「実験形而上学者」と呼んでいます。
Luke Marsden :Quanta Magazine
カヴァルカンティは、物理学と哲学の間の通常の境界線に抵抗してきた反抗的な思想家たちの長い系譜にまで遡る伝統の灯火を担いでいます。実験形而上学では、科学のツールを使用して私たちの哲学的世界観をテストすることができ、それを使用して科学をより深く理解することができます。オーストラリアのブリスベンにあるグリフィス大学の教授であるブラジル出身の46歳のカヴァルカンティと彼の同僚は、実験的形而上学においてこれまでに達成された最強の結果、つまり現実の性質に厳密で驚くべき制約を課す定理を発表した。彼らは現在、物議を醸すかもしれないが、物理学だけでなく心についての私たちの仮定をテストするための賢い実験を計画しています。
科学に哲学を注入すると、非科学的な結果になると予想されるかもしれませんが、実際にはその逆だとカヴァルカンティ氏は言います。 「ある意味、実験形而上学を通じて得られる知識は、より安全でより科学的です」と彼は言いました。なぜなら、実験形而上学は科学的仮説だけでなく、通常その下に隠れている前提を精査するからです。
科学と哲学の間の境界線はこれまで明確ではありませんでした。多くの場合、それはテスト容易性に基づいて描かれます。その名に値するあらゆる科学は、それを改ざんする可能性のある実験に対して脆弱であると言われていますが、一方、哲学は、実験の汚れた範囲を超えたどこかに浮かぶ原始的な真実を目指しています。この区別が機能している限り、物理学者は、哲学者たちを肘掛け椅子に座らせて顎を撫でながらでも、「本当の科学」という厄介な仕事を続けられると信じている。
しかし、結局のところ、テスト容易性の区別は当てはまりません。哲学者たちは、仮説を証明することが不可能であることを長い間知っていました。 (たとえ何羽の白い白鳥を見ても、次の白鳥は黒である可能性があります。) だからこそ、カール・ポパーは、その声明は反証可能である場合にのみ科学的であると言いました。それを証明できない場合、少なくとも反証を試みることはできます。しかし、1906 年にフランスの物理学者ピエール デュエムは、単一の仮説を反証することは不可能であることを示しました。科学のあらゆる部分は、複雑に絡み合った仮定の網の中に閉じ込められている、と彼は主張した。これらの仮定は、基礎となる物理法則から特定の測定装置の動作に至るまで、あらゆるものに当てはまります。実験の結果が仮説を反証しているように見える場合は、仮説をそのままにして、仮説の 1 つを微調整することで、いつでもデータを説明できます。
たとえば、時空の幾何学を考えてみましょう。 18 世紀の哲学者イマヌエル カントは、空間と時間の性質は経験的な問題ではないと宣言しました。彼は、空間の幾何学は必ずユークリッドである、つまり三角形の内角の合計が 180 度になると考えただけでなく、この事実が「将来の形而上学の基礎」でなければならないと考えました。カントによれば、それは経験的にテスト可能ではありませんでした。なぜなら、それは、そもそもテストがどのように機能するかを理解するためのまさにフレームワークを提供したからです。
しかし、1919 年に天文学者が太陽の重力の影響を避けて遠くの星の光の経路を測定したところ、結局のところ、宇宙の幾何学はユークリッドではなく、アルバート アインシュタインが最近予測したように、重力によって歪んでいることがわかりました。
それともそうでしたか？フランスの博学者アンリ・ポアンカレは、興味深い思考実験を提案しました。宇宙がユークリッド幾何学に従う巨大な円盤であると想像してください。しかし、その物理法則には次のようなものがあります。円盤は中央が最も熱く、端が最も冷たく、温度は中心からの距離の 2 乗に比例して低下します。さらに、この宇宙には、温度に反比例する屈折率 (光線がどのように曲がるかの測定値) という特徴があります。そのような宇宙では、定規や物差しは決して真っ直ぐではなく（固体物体は温度勾配によって膨張したり収縮したりする）、屈折率のせいで光線は直線ではなく曲線で進むように見えます。その結果、空間の幾何学形状を測定しようとする試み（たとえば、三角形の角度を合計すること）は、その空間が非ユークリッドであると信じることになります。
幾何学をテストする場合は、特定の物理法則を仮定する必要がありますが、物理法則をテストする場合は、幾何学を仮定する必要があります。確かに、ディスク世界の物理法則は場当たり的に見えますが、ユークリッドの公理も同様です。 「私の意見では、ポアンカレは正しい」とアインシュタインは1921年の講演で述べた。同氏は、「幾何学と物理法則の和のみが実験検証の対象となる」と付け加えた。アメリカの論理学者ウィラード・V・O・クワインは、「経験的重要性の単位」、つまり実際に検証可能なものは、「科学の全体である」と述べています。最も単純な観察（たとえば、空が青い、または粒子がそこにあるなど）によって、私たちは宇宙の仕組みについて私たちが知っているすべてに疑問を抱かざるを得なくなります。
しかし、実際にはそれよりも悪いのです。経験的重要性の単位は科学と哲学の組み合わせです。これを最も明確に理解した思想家は、20 世紀のスイスの数学者フェルディナンド ゴンセスです。ゴンセスにとって、科学と形而上学は常に相互に対話しており、形而上学は科学が機能する基盤を提供し、科学は形而上学にそれらの基盤の修正を強制する証拠を提供し、両者は共に生きて呼吸する有機体のように適応し変化します。アインシュタインを讃えて出席したシンポジウムで彼が述べたように、「科学と哲学は単一の全体を形成している」。
1890 年生まれのスイスの数学者フェルディナンド ゴンセスは、実験によって常にその基礎的な前提が覆される可能性があるため、科学を確固たる基盤の上に置くことはできないと主張しました。
フランツ・シュメルハウス
この 2 つがゴルディアスの結び目で結ばれていると、形而上学的記述を引きずることなしに科学的記述をテストすることはできないため、私たちは手を投げ出したくなるかもしれません。しかし、この話には裏があります。つまり、形而上学はテスト可能であるということです。量子知識の最先端で研究しているカヴァルカンティが、自分のことを物理学者や哲学者ではなく、「実験的形而上学者」と呼んでいるのはこのためです。
CAVALCANTIとはビデオ通話で会いました。黒髪をまとめてまとめた彼は、陰気な表情を浮かべていたが、彼の慎重で真剣な態度は、膝の上でうごめく生後15週間の子犬によってのみ相殺された。彼は、1990年代後半にブラジルの学部生だった私に、どのように実験生物物理学に取り組んだのかを語った。彼が表現するところによると「非常に湿ったもの」であり、「ウサギから心臓を取り出し、それを[超電導]磁力計の下に置く」ようなものだった。彼はすぐにより無味乾燥な領域（「粒子加速器での研究、原子衝突の研究」）に移りましたが、その研究は彼の心にすでに残っている形而上学的な疑問からはまだほど遠いものでした。 「量子力学の基礎における興味深い問題は、（ニールス）ボーアがアインシュタインとの討論ですべて解決したと聞いていました」と彼は語った。そこで彼は、別の断面を測定し、別の紙を大量に作り、翌日それをすべて繰り返しました。
カヴァルカンティはキャンパス近くの森で心を晴らします。
ルーク・マースデン
彼は最終的にブラジルの国家原子力エネルギー委員会で働くことになり、そこで物理学者のロジャー・ペンローズとデヴィッド・ドイチュの本を読みました。それぞれの本では、量子力学の事実を説明するために根本的に異なる形而上学的な物語が提示されていました。ドイチュが示唆したように、宇宙は一つしかないという哲学的な仮定を放棄すべきでしょうか?あるいは、ペンローズ氏が好んだように、重力が作用すると量子論は大規模スケールでは適用できなくなるのかもしれない。 「ここには、基礎に関する問題について直接議論しているだけでなく、お互いに大きく意見が対立している優秀な物理学者たちがいた」とカヴァルカンティ氏は語った。ペンローズは、「物理学を超えて、伝統的に形而上学と呼ばれるものにまで踏み込み、意識についての疑問を投げかけた。」
と彼は付け加えた。インスピレーションを得たカヴァルカンティ氏は、量子基礎の博士号取得を決意し、オーストラリアのクイーンズランド大学に自分の居場所を見つけた。彼の博士論文は、「量子基盤の矛盾の原因を理解するには、私たちの古典的なモデルと直観がどこでどのようにして量子の世界を記述できなくなり始めるかを知ることが不可欠です。これは実験形而上学の主題です。」と始まりました。教授は論文を降ろして、「これは物理学ではない」と言いました。
しかしカヴァルカンティは、物理学と哲学の間の境界線はすでに修復不可能なほど曖昧になっていると主張する用意があった。 1960 年代、北アイルランドの物理学者ジョン スチュワート ベルも、哲学に忍耐力を持たない物理学文化に遭遇しました。アインシュタインとボーアが現実の本質について議論し、その過程で哲学に深く関わっていた時代はとっくに終わった。戦後の実用性が君臨し、物理学者たちはあたかもゴルディアスの結び目が切れたかのように、形而上学を無視してもなんとか科学を行うことが可能であるかのように、物理学の仕事に熱中した。しかし、ベルは余暇に異端的な研究を行っているときに、新しい可能性を発見しました。単一の仮説を単独で検証することはできないのは事実ですが、複数の形而上学的な仮説を取り上げ、それらが一緒に成立するか破綻するかを確認することは可能です。
1964 年に彼の名を冠した定理を思いついたジョン スチュワート ベルは、1982 年にヨーロッパの素粒子物理学研究所 CERN で彼の定理について講義しているところを映されています。
ケルン
ベルにとって、これらの仮定は通常、局所性 (空間を越えて物体が瞬時に相互に影響し合うことはできないという信念) と現実主義 (測定とは無関係に、単純に物体が何らかの形で存在するという信念) であると理解されています。 1964 年に発表された彼の定理は、ベルの不等式として知られるものを証明しました。局所性と現実主義の仮定の下で機能する理論には、特定の事象の相関関係に上限があります。しかし、量子力学はその上限を超える相関関係を予測しました。
書かれているように、ベルの定理はテスト可能ではありませんでしたが、1969 年に物理学者で哲学者のアブナー・シモニーは、実験室に適した形式に書き直すことができることに気づきました。シモニーは、ジョン クラウザー、マイケル ホーン、リチャード ホルトとともに、ベルの不等式を CHSH 不等式 (著者のイニシャルにちなんで命名) に変換し、1972 年にカリフォルニア州バークレーの地下室で、クラウザーと彼の共同研究者スチュアート フリードマンが、光子ペア間の相関を測定することによってそれをテストしました。
その結果、世界が量子力学の予測を裏切ったことが示され、ベルの不等式が許容するよりもはるかに強い相関関係が依然として示されたことが示されました。これは、局所性とリアリズムの両方が現実の特徴であることはできないことを意味しました。ただし、どちらを放棄すべきかは実験ではわかりませんでした。 「私の考えでは、ベルのタイプの定理の最も魅力的な点は、それらが適切に『実験的形而上学』と呼ぶことができる事業に稀な機会を提供してくれるということです」とシモニーは 1980 年に、この用語を生み出したと広く信じられている声明の中で書いています。
しかし偶然にも、この用語はさらに遡り、最もありそうもない人物にまで遡ります。アインシュタインの親友であり相談役でもあるミケーレ・ベッソは、アインシュタインが相対性理論を思いつくのに貢献したと認められている唯一の人物でした。しかし、ベッソは物理学よりもむしろ哲学を助けました。アインシュタインは常に現実主義者であり、私たちの観察とは関係なく、舞台裏の現実を信じていましたが、ベッソは彼にエルンスト・マッハの哲学的著作を紹介し、理論は測定可能な量のみを参照すべきであると主張しました。マッハはベッソを通じて、アインシュタインに絶対空間、時間、運動についての形而上学的な概念を放棄するよう勧めた。その結果、特殊相対性理論が生まれました。
1905 年にこの理論が出版されたとき、物理学者たちはこの理論が物理学なのか哲学なのか確信が持てませんでした。その方程式はすべて他の人によってすでに書き留められていました。新しいのはその背後にある形而上学だけだった。しかし、特殊相対性理論が一般相対性理論、つまり新たな検証可能な予測を備えた新しい重力理論に取って代わられたように、その形而上学は新しい科学につながるのに十分でした。ベッソは後にゴンセスと友人になった。スイスでは、二人は一緒に長い散歩をした。そこでゴンセスは、物理学は決して強固な基盤の上に置くことはできない、なぜなら実験はそれを構築する最も基礎的な前提を覆す可能性があるからである、と主張した。ゴンセスが雑誌弁証法の1948年号に掲載した手紙の中で 、ベッソは、ゴンセスが自分の研究を「実験的形而上学」と呼ぶことを提案しました。
アルバート・アインシュタインは、1930 年にスイスのチューリッヒで親友のミケーレ・ベッソと妻のアンナ・ベッソと一緒に写真に撮られています。
レオ・ベック研究所
実験形而上学は、1970 年代にスイスのビエンヌにフェルディナンド・ゴンセス協会が設立され、正式な本部のようなものを獲得しました。 「科学と哲学は一体を成しており、その方法であれ結果であれ、科学で起こるすべてのことは、その最も基本的な原則においても哲学に影響を与える可能性がある。」これは過激な発言であり、科学と哲学の両方にとって同様に衝撃的でした。この協会は認識論的レターと呼ばれる地下ニュースレターを発行しました。 これは一種の物理学の「ZINE」で、手書きの方程式が点在する活版印刷された謄写版のページがあり、新しいカウンターカルチャーを構成する100人ほどの物理学者や哲学者、つまり実験的形而上学について議論したいと考えていた数少ない大胆な人々に郵送された。シモニーが編集者を務めました。
ベルの定理は常にそれらの議論の中心にありました。なぜなら、これまでの物理学研究では形而上学が認められないまま放置されていたのに対し、ベルの研究ではこの 2 つが真に明白に切り離せないものだったからです。この定理は特定の物理理論に関するものではありませんでした。それは物理学者が「ノーゴー」定理と呼ぶもので、局所性と実在論という形而上学的な仮定の下で機能するいかなる理論も、私たちが住む世界を記述できないことを示す一般的な証明です。測定されていないときでも、ある特定の方法で存在する世界が必要ですか?そして、地域性が欲しいですか？行かないでください。あるいは、 シモニーが認識論的手紙で述べたように ベルの名前をもじって、そのような世界観を持ちたい人は、「だから、誰のために鐘が鳴るのか決して知らせてはいけない。それはあなたのために鳴るのだ。」というダンの説教を思い出すべきです。
「ベルは物理哲学者であると同時に物理学者でもあった」とカナダのウェスタン大学の物理哲学者ウェイン・マーボルドは言う。 「そして、彼の最高の論文のいくつかでは、基本的にその 2 つを組み合わせています。」これは伝統的な物理学雑誌の編集者や科学の門番たちを動揺させた。 「この種の仕事は決して立派なものとは見なされませんでした」とカヴァルカンティ氏は言いました。
物理学者のジョン クラウザーは、1970 年代にベルの定理をテストするためにスチュアート フリードマンとともに構築した実験に参加します。
ローレンス・バークレー国立研究所の提供
だからこそ、フランスの物理学者アラン・アスペクトが、光子の偏光の検出に使用される測定装置間で伝播する残留影響を排除しながら、ベルの不等式をテストできる新しい実験を提案するためにベルを訪ねたとき、ベルは彼に、恒久的な教員の職があるかどうか尋ねた。 「心配だったのは、その実験を行うことが若い物理学者のキャリアを奪うことになるのではないかということでした」とマーボルド氏は語った。
2022 年に早送りすると、アスペクトはクラウザーとアントン ザイリンガーとともにノーベル賞を受賞するためにストックホルムに向かった。これらのベルの不平等に違反する相関関係は、量子暗号、量子コンピューティング、量子テレポーテーションなどの革新的なテクノロジーにつながったことが判明しています。しかし、「技術的な成果にもかかわらず」マーボルド氏は、「この研究は哲学的な問いによって動機付けられていた」と語った。ノーベル賞受賞者によると、3人の物理学者は「先駆的な量子情報科学」で受賞した。カヴァルカンティによれば、彼らは実験的形而上学で勝利したという。
ベルの定理は始まりにすぎませんでした。
ベル型不等式に違反する実験の後、現実についてのいくつかの見解が議論の余地を残しました。現実主義を維持し、局所性を放棄して、宇宙の一隅で起こったことは別の隅で起こることに瞬時に影響を与えるため、相対性理論は修正する必要があることを受け入れることもできます。あるいは、局所性を維持し、現実主義を放棄して、宇宙の物体には測定される前には明確な特徴がないこと、つまり、自然は、ある深い意味で、その場で物事を作り上げていることを受け入れることもできます。
しかし、たとえ測定前の現実を諦めたとしても、測定後の現実にしがみつくことはできます。つまり、これらすべての測定結果を取得し、それらを 1 つの共有現実につなぎ合わせることが想像できます。それが通常、私たちが「現実」という言葉で意味するものです。それはまさに客観的な世界の概念です。
1961 年に提起された思考実験は、その可能性に疑問を投げかけています。ノーベル賞を受賞した物理学者ユージン・ウィグナーは、「ウィグナーの友人」と呼ぶ観察者が、量子システム、つまり「スピンアップ」と「スピンダウン」と呼ばれる 2 つの状態の量子結合、または重ね合わせにある電子がある研究室に行くというシナリオを提案しました。友人は電子のスピンを測定し、スピンが上昇していることを発見しました。しかし、屋外に立っているウィグナー氏は、量子力学を使用して、彼の視点からは何も測定が行われていない研究室全体の状態を説明することができます。友人の状態と電子の状態は単に相関関係にあり、絡み合っているだけですが、電子は状態の重ね合わせのままです。原理的には、Wigner は重ね合わせの物理的効果を示す測定を実行することもできます。友人の観点からは、電子には測定後の状態があるように見えますが、これはウィグナーの現実の一部ではないようです。
2018 年、共通の現実に対する根深い疑念が本格的なジレンマになりました。ウィーン大学の物理学者チャスラフ・ブルクナーは、ウィグナーの友人とベル型の実験を組み合わせて、新しいノーゴー定理を証明できることに気づきました。アイデアは、2 人の友人と 2 人のウィグナーを持つことでした。友人たちはそれぞれもつれ系の半分を測定し、その後ウィグナーはそれぞれ友人の研究室で 2 つの可能な測定のうち 1 つを実行します。ウィグナーの測定結果は、元のベル型実験における光子の偏光と同様に、相関の強さに上限を課す特定の形而上学的な仮定と相関します。
グリフィス大学の同僚である Eric Cavalcanti と Nora Tischler は、実験的形而上学における不平等をテストするために、光学デバイスとレーザーを使用する実験を計画しています。
Luke Marsden :Quanta Magazine
結局のところ、ブルックナーの証明は、結果として得られる定理の強度を弱める追加の仮定に依存していましたが、それがカヴァルカンティと同僚に独自のバージョンを作成するきっかけを与えました。 2020 年、Nature Physics 誌に掲載 、彼らは「ウィグナーの友人のパラドックスに関する強力なノーゴー定理」を出版し、2つのことを証明しました。第一に、以前はアンダーグラウンドの雑誌に追いやられていた実験的形而上学が、今では権威ある科学雑誌に掲載される価値があるということ、そして第二に、現実はこれまでにベルの定理が示唆したよりもさらに奇妙であるということです。
彼らのノーゴー定理は、量子力学の予測が正しければ、次の 3 つの仮定がすべて真実であるはずがないことを示しました。局所性 (遠くで不気味な行動がない)、選択の自由 (結果がベルの不等式に違反しないように見えるように検出器を設定させる宇宙の陰謀がない)、観測された出来事の絶対性 (ウィグナーの友人にとってスピンアップした電子は、誰にとってもスピンアップした電子である)。ローカルな相互作用と陰謀のない宇宙を望むなら、1 人の観測者の測定結果が全員の測定結果であるという概念を放棄する必要があります。
重要なことに、彼らのノーゴー定理は、「ベルの定理よりも、可能な形而上学的理論の空間をより厳密に制限している」とカヴァルカンティ氏は述べています。
「これは重要な進歩だ」とブルクナー氏は語った。 「これは最も正確で最強の禁止定理です。」つまり、これは実験的形而上学の中で最も強力な作品です。 「これらのノーゴー定理の強みは、まさに特定の理論をテストするのではなく、世界観をテストすることです。それらをテストし、特定の不等式の違反を示すことで、1 つの理論を拒否するのではなく、理論のクラス全体を拒否します。これは非常に強力なことです。何が可能なのかを理解できるようになります。」
Luke Marsden :Quanta Magazine
ブルックナーは、実験形而上学の含意が物理学全般の残りの部分にまだ十分に組み込まれていないこと、特に彼の見解では、重力の量子的性質に関する研究に悪影響を及ぼしていることを嘆いている。 「これは本当に残念なことだ。なぜなら、真空がどう見えるか、あるいはブラックホールで何が起こっているかなど、観察方法をまったく参照せずに説明した結果、間違った写真が得られてしまうからだ」と彼は言う。 「測定理論について本格的に取り組むまで、これらの分野で大きな進歩はないと思います。」
実験的形而上学が量子重力の正しい理論に私たちを導くことができるかどうかは不明ですが、少なくとも競争の場を狭める可能性があります。カヴァルカンティ氏は2021年の論文で、「物語がある。偽りかどうかは分からないが、素晴らしい物語だ」と書いている。「それによると、ミケランジェロは、どのようにしてダヴィデ像を彫刻したか尋ねられたとき、『ダヴィデではないものをすべて取り除いただけだ』と答えたという。私は、形而上学的風景を大理石の未加工のブロックとして考えるのが好きだ――ブロック内のさまざまな点が異なる物理理論に対応している――そして実験的なものであると私は考えるのが好きだ」形而上学は、大理石を彫るノミのようなもので、私たちの経験の世界を説明しない角を取り除いていきますが、ブロックを 1 つの真の『すべての理論』に対応する 1 つの点に還元することはできないことが判明するかもしれません。しかし、実験によって可能な限りすべての部分を彫り出した後、残ったものが美しい全体を形成することを期待できるかもしれません。」
カヴァルカンティと話したとき、私は彼がどの形而上学的な仮定にしがみつくことを望んでいて、どれを捨てる用意があるのかを感じ取ることによって、彼が量子力学のどの解釈に同意しているかを読み取ろうとしました。彼は、局所性を現実主義と引き換えにする量子力学のボーミアン解釈に同意しましたか?彼は観察された出来事の絶対性を必要としない「QBist」だったのだろうか？彼は、現在の宇宙におけるすべての相関測定は、太古の初めに定められたマスタープランによるものだとする超決定論者の宇宙的陰謀を信じていたのだろうか？多世界仮説のように、並行現実を生み出す測定についてはどうでしょうか?カヴァルカンティは真の哲学者のポーカーフェイスを保ち続けた。彼は言わないだろう。 （その間、子犬はカーペットに対して全力の綱引きをしていた。）しかし、私は一つヒントを掴んだ。彼が最終的にどのような解釈を選択するにせよ、彼はそれが心の謎、つまり意識とは何か、あるいは意識的な観察者として何が重要であるかに触れることを望んでいます。 「それが最も深い謎だと今でも思っています」と彼は言った。 「利用可能な解釈のどれも、実際には正しいストーリーを完全に理解しているとは思えません。」
2020 年の自然物理学では この論文では、カヴァルカンティらは、ベル兼ウィグナーの友人の実験の「原理証明バージョン」と呼ばれるものの結果を報告しており、局所性、選択の自由、および観察された事象の絶対性の共同仮定から導き出される不平等の明らかな違反を示した。しかし、何か、または誰かが観察者の役割を果たさなければならないため、この実験は本質的に実行が難しいものです。原理実証バージョンでは、ウィグナーの「友人」がフォトン パスによって演じられ、フォトン検出器がウィグナーの役割を果たしました。フォトン パスのような単純なものが観察者としてカウントされるかどうかは、言うのが難しいことで知られています。
「あらゆる物理システムが観測者とみなせると考えるなら、実験はすでに行われているということです」とカヴァルカンティ氏は言う。 「しかし、ほとんどの物理学者は、いいえ、私はその考えには賛成しません。では、次のステップは何ですか? どこまでできるでしょうか?」と考えるでしょう。分子は観察者ですか?アメーバ？ウィグナーはイチジクと友達でしょうか?それともイチジクでしょうか？
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友人が人間である必要がある場合、重ね合わせで友人を測定することがどれほど難しいかを誇張することはできません。これはまさに実験のウィグナーが行うことになっているものです。単一の原子を重ね合わせた状態に保つのは非常に困難です。原子の重ね合わせた状態を維持するということは、原子を空気との相互作用を含む事実上すべての相互作用から隔離することを意味し、絶対零度よりもほんのわずか上に保管することを意味します。平均的な成人は空気を必要とするほかに、約 30 兆個の細胞で構成されており、それぞれの細胞には約 100 兆個の原子が含まれています。ウィグナーが測定を行うために必要な技術、細かい運動能力、そして疑わしい倫理は、物理学者や施設審査委員会の想像力を大きく広げるだろう。 「この（提案された）実験が暴力行為であることは必ずしも強調されているわけではありません」とマーボルド氏は語った。 「基本的には、人を破壊してから復活させることが必要です。」頑張って助成金を獲得してください。
ブルックナー氏は、その測定が単に難しいだけでなく不可能ではないかと疑問に思っている。 「すべてを紙に書き出してみると、ウィグナーがこの測定を行うために必要なリソースは、宇宙で利用できるものをはるかに超えていることがわかるだろう」と彼は言う。 「おそらく、より根本的な理論では、これらの制限が理論の一部となり、この質問には意味がないことが判明するでしょう。」それは実験的形而上学にとってはかなりひねったことになるだろう。おそらく、現実の性質に対する最も深い洞察は、何がテスト不可能であるかを認識したときに得られるでしょう。
しかし、カヴァルカンティは希望を抱いている。人間で実験を実行することは決してできないかもしれないが、人工知能アルゴリズムはなぜ実行できないのでしょうか、と彼は言います。彼の最新の著作では、物理学者のハワード・ワイズマンと数学者のエレノア・リーフェルとともに、その友人は大型量子コンピューター上で実行され、模擬実験室で模擬実験を行うAIアルゴリズムである可能性があると主張している。カヴァルカンティ氏は、「いつか、認知能力に関する限り、人間と本質的に見分けがつかない人工知能が誕生するでしょう」と主張し、人工知能の不平等性をきっぱりとテストできるようになるでしょう。
しかし、それは議論の余地のない仮定ではありません。心の哲学者の中には強力な AI の可能性を信じている人もいますが、もちろん全員ではありません。たとえば、身体化された認知として知られるものの思想家は、非身体的な心の概念に反対しますが、認知への能動的なアプローチでは、生き物にのみ精神が与えられます。
これらすべてにより、物理学は厄介な立場に置かれます。観察者として何が重要かを定義できるまでは、自然がカヴァルカンティの不等式に違反しているかどうかはわかりません。つまり、客観性自体が形而上学的まな板の上にあるかどうかはわかりません。観察者として何が重要かを定義できるまではわかりません。それを理解するには、物理学、認知科学、哲学が関係します。実験形而上学の根本的な空間は、これら 3 つすべてを絡み合わせるように拡大します。ゴンセスの言葉を借りれば、おそらくそれらは 1 つの全体を形成しているのでしょう。
