多宇宙論

「宇宙」という言葉が一つの宇宙を意味しなくなった——多宇宙論は語彙の変容から始まる。

単一宇宙という前提の揺らぎ

インフレーション宇宙論の成熟、量子力学の解釈論争、素粒子理論の発展が重なるにつれ、観測可能な宇宙の外にも無数の宇宙が存在するという考えが、思弁から理論内在的な要請へと移行しつつある。マックス・テグマークはこの状況を体系化し、多宇宙を4つのレベルに分類した。この分類は「どの程度根本的な仮定から導かれるか」という軸で諸形態を整理したものだ。

4つの階層という整理の仕方

レベルIは、宇宙論的地平線の外側の宇宙だ。宇宙膨張と光速の制限によって生まれる見えない境界の向こうに、初期条件の異なる領域が無数にあり得る。追加の仮定なしに成立する最もシンプルな多宇宙である。

レベルIIはコズミック・インフレーションが生み出す多宇宙だ。永久インフレーションでは宇宙が「泡」として次々に誕生し、それぞれが異なる物理定数を持つ。物理定数のファインチューニング問題への回答として機能する。

レベルIIIは量子力学の多世界解釈から来る。ヒュー・エヴェレットが1957年に提唱した、観測のたびに宇宙が分岐するという解釈だ。デイヴィッド・ドイッチュらはこれを積極的に支持し、量子計算の理論的基盤としても重視している。レベルIVが最も過激だ——数学的宇宙仮説に基づき、すべての数学的構造が物理的実在を持つと主張する。

存在の条件を問い直す

ロジャー・ペンローズはこの種の多宇宙論に懐疑的だ。観測できない存在を科学の語彙で語ることが許されるのかという問いは、物理学の方法論に根ざす。スティーヴン・ホーキングも、多宇宙論を「原理的に検証不可能な仮説」として慎重に扱った。

一方で余剰次元を要請する超弦理論はレベルIIの多宇宙論と自然に接続する。ドイッチュが指摘するように、多世界解釈を拒否することのほうが奇妙なコストを伴う場合がある——波束の収縮という概念を量子力学の数学的構造に追加で挿入することになるからだ。

レベルの混同を避けながらこの問いに向き合うことは難しい。観測可能性を存在の基準にするのか、理論的整合性を基準にするのかによって、多宇宙論への態度は変わる。テグマークは後者の立場をとり、理論から導かれる多宇宙を真剣に実在として扱う。その誠実さが、この理論の知的な魅力の源泉だ。

多宇宙論が最も問いかけるのは、科学と形而上学の境界についての私たちの直感だ。歴史的に見れば、科学はしばしば「原理的に観測できない」と思われていたものを観測可能にしてきた。ブラックホールはアインシュタインでさえ実在を疑ったが、現在は画像さえある。地平線の外の宇宙が今は観測できなくとも、理論的な整合性によって実在を認めることは、科学的推論の正統な延長かもしれない。ホーキングが宇宙の起源に「境界条件なし」の仮説を提唱したように、多宇宙論は宇宙そのものの定義を問い直す。その問い直しが、物理学の次の革命の入口になるかもしれない。

多宇宙論の問いが示す最も深い教訓は、存在の基準についてだ。理論的整合性、観測可能性、情報的因果関係——何を「実在する」の基準とするかで、答えは変わる。テグマークは「観測可能性を実在の条件とすることは恣意的だ」と論じる。