コロンビア大学の天文学者デビッド・キッピングが、なぜ地球外生命の発見が一世紀以上にわたって繰り返し誤報に終わってきたのかを論じる動画である。火星の運河を主張したパーシヴァル・ローウェル、火星隕石の化石説を唱えたデビッド・マッケイ、金星のフォスフィン検出など、過去の事例を振り返りながら、地球外生命仮説が抱える根本的な認識論的問題、すなわち「未知の未知」の存在を指摘する。さらに、NASAが2040年代に打ち上げを目指すHabitable Worlds Observatory (HWO) において、この終わりなきサイクルから抜け出すための新たな戦略として、医学実験の対照群に着想を得たABテスト方式を提案する。
一世紀続く地球外生命発見の誤報
ある朝目覚めて、地球外生命が発見された、私たちは独りではなかったというニュースを知ったら、どんな気持ちになるだろうか。そんなことを考えたことはありませんか。その日、私たちにとってどんな意味を持つのか。どうやってそのニュースを受け止めるのか。実は、想像する必要はないのです。なぜなら、人々がこの件についてどう感じるかは、すでに私たちは知っているからです。これまでに何度も起きてきたことだからです。
実のところ、信頼に足る科学者たちが地球外生命の証拠だと主張してきた歴史は、すでに一世紀以上にわたります。そう、一世紀です。1906年、ニューヨーク・タイムズはこんな見出しを一面に掲げました。火星に生命あり。引用しますと、私たちの隣の世界に生物が住んでいることに疑いの余地はない、と。何よりまず、これは衝撃的な報道です。考えてみてください。この見出しに「もし」も「しかし」もないんです。エイリアンが存在するということを完全に事実として扱っているんですね。そしてその主張をしていたパーシヴァル・ローウェルは、いんちき師ではありません。彼は当時、尊敬される天文学者でした。彼は火星に線が見えると主張し、それを運河システムだと解釈したんです。この話は以前の動画でも取り上げました。私のお気に入りの一本です。
私たちにとって、運河を高度な技術文明のサインとみなす発想は途方もなく古臭く感じられます。でも1906年当時は、世界中で運河システムが建設されていました。だから、もしかしたら私たちの子孫も、AIデータセンターを建設するという発想を、同じように笑うかもしれませんよね。いずれにせよ、ローウェルの結論は客観的に間違っていたことが、現在ではわかっています。彼の主張は、今日まで続く一連の地球外生命主張の長いリストの、ほんの一つに過ぎなかったわけです。
火星隕石とALH84001
本日のNASAの発表について、いくつかコメントするために、私の科学技術アドバイザーであるジャック・ギブン博士に来ていただきました。本日、ロック841は数十億年と数百万マイルを越えて私たちに語りかけます。それは生命の可能性について語っているのです。この発見が確認されれば、それは間違いなく科学が解き明かしてきた宇宙への洞察の中で、最も驚くべきものの一つとなるでしょう。その含意は、想像しうる限り広範囲かつ畏敬の念を呼ぶものです。
1996年、地質学者のデビッド・マッケイは、火星隕石を電子顕微鏡で撮影したこの画像が、実は地球外生命の化石であり、かつて火星に生息していた微小な微生物だと主張しました。ローウェルと同じく、マッケイの主張も主に見た目に基づくものでした。これがたまたま生物のように見える、というそれだけのことだったんです。この話はメディアで大きな話題となり、ビル・クリントン大統領がホワイトハウスの芝生に立って、この発見について公に語るほどでした。子供のころにテレビでそれを見ていたのを、今でもはっきり覚えています。あの瞬間は本当に息をのむ思いでした。
しかしその後すぐに、似たような構造は生命を介さなくても実験室で生成できることがわかりました。そのため、いわゆるその化石は、現在では生物ではなく、熱水流体による玄武岩の水質変質によって生成されたものだと広く考えられています。
加速する地球外生命の主張
そして近年、こうした地球外生命主張のサイクルは加速する一方です。皆さんも、いくつか目にしたことがあると思います。オウムアムア、3I/アトラス、金星のフォスフィン、系外惑星大気中のジメチルサルファイドなどですね。正直に言って、これが何度も繰り返されるのを見るのは、かなりもどかしくなってきました。地球外生命の可能性のあるニュースを聞くたびに、私たちは期待を膨らませます。今度こそ本物かもしれない、と。そして毎回、また失望に終わるんです。
まるで仏教でいう、生と死を繰り返す終わりなき苦しみのサイクルに閉じ込められているような気分です。これ以上、こんな心の痛みに正直耐えられる気がしません。偽の山頂を繰り返す、終わりのないグラウンドホッグ・デーに閉じ込められたままでいたくないんです。私は真実を知りたい。このサイクルを抜け出して、悟りに触れたいんです。
それで、ここ一年ほど、私はずっとこう自問してきました。なぜこれが繰り返されるのか。そして、どうすれば止められるのか、と。これは私個人にとって、非常に重要な研究プロジェクトでした。皆さんもご存知の通り、私が深く情熱を注いでいるテーマであるだけでなく、これまで出会った中で最も困難な問いの数々と向き合わざるを得なかったからです。
そして論文がついに完成し、現在査読に出されています。一言で言えば、なぜこれが何度も繰り返されるのか、その理由を本当に形式化したものです。そして、その業のサイクルから抜け出す可能性のある、救済への戦略を探っています。
科学者たちは悪意をもって主張しているのか
これらの手紙が重要じゃないなら、なぜ読み続けてるの。わからない。ただ何かを理解しようとしているのかも。何を。なぜ私たちは同じ過ちを繰り返してしまうのか、ということを。
この問いに対する最も冷笑的な答え、そして皆さんの多くがこの動画を見ながら今まさに考えているであろう答えは、関係する科学者たちは単に悪意ある人物だった、というものです。データを操作した、主張を誇張した、世間を意図的に欺いた、と。なぜなら結局のところ、地球外生命を発見すれば、史上最も有名な科学者になれるからです。たとえ後で否定されたとしても、本を書いたり、私的な講演を行ったり、富豪を魅了したりという、儲かるキャリアへの道が開けるかもしれない。
確かにそういう冷笑的な議論もできます。でも、私はそうしません。世間知らずと言われるかもしれませんが、ほとんどの科学者は基本的に善良な人々だと信じています。彼らの科学は、純粋な情熱、好奇心、そして驚きに突き動かされているのです。
であれば、関係する科学者たちに非がないのなら、もっと深いところに原因があるはずです。そしてそれは、私たちがこれらの問いに答えようとしている枠組みそのものに違いありません。
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地球外生命仮説の説明力
地球外生命について、その複雑さがどうであれ、まず認めなければならないのは、これがかなり奇妙な仮説だということです。なぜなら、まあ、何でも説明できてしまうからです。あの星が一瞬瞬いたのはなぜか。エイリアン。あの惑星の大気に予想以上のXという物質が含まれているのはなぜか。エイリアン。昨夜、家の近くで空に光が走ったのはなぜか。エイリアン。
数千年前、私たちの祖先は現代の生物学、化学、物理学の知識を持っていませんでした。だから世界の謎は、しばしば神々、神霊、妖精、その他の超自然的存在によって説明されたんです。雷の季節じゃないわ。違う、ピカードが我々に怒っているのだ。神は究極のばんそうこう仮説でした。知識のあらゆる隙間を、いとも簡単に説明できてしまうんです。
それと比べて現代を見てみると、説明できない異常を見つけた科学者たちがいます。火星の線、岩の中のミミズ状構造、奇妙な形をした小惑星などです。彼らは神を持ち出しはしませんが、代わりにエイリアンを持ち出します。しかし根本的には、これら二つの考えの説明力は同じです。全能だということです。でも、それは知的怠慢でもあります。
つまり、たとえば3I/アトラスがなぜあれほど大量のニッケルを含んでいるのかを突き止めるという大変な作業を、深夜まで研究室で続ける意味があるでしょうか。代わりにエイリアンと叫んで、その日を終わりにすればいいじゃないですか。
エイリアン仮説は、説明力という点で、こうした途方もない柔軟性をあらかじめ備えているんです。多くの科学者がそれを認識していて、だからこそエイリアンは最後の砦の仮説となってきました。この流れで、天体物理学者のアビ・ローブはよく、自分はある種のシャーロック・ホームズ的アプローチで科学に臨んでいる、と語っています。不可能なものをすべて排除した後に残るものは、どれほどありえなくとも、それが真実に違いない、というやつです。
紙の上では完璧に合理的に聞こえます。でもこれには大きな問題があります。それは、私たちが新たな異常を検出したとき、可能な説明の完全なリストを手にしているわけではない、ということです。私たちがこれまで考えもしなかったものが、必ずたくさん存在するんです。
未知の未知という問題
別の言い方をすれば、私たちは全知の存在ではないと認めなければなりません。少しの間、謙虚になって、基礎科学について、宇宙について、他の惑星について、そして私たち自身の惑星についてすら、まだ学ぶべきことがたくさんあると認めましょう。私たちが今検出したばかりのその異常は、どれほど奇妙に見えても、私たちがまだ想像していない単なる自然のプロセスである可能性があるんです。
ご存知の通り、既知の既知があります。私たちが知っていることを知っているもの。また、既知の未知もあります。つまり、知らないことがあると知っているもの。しかし、未知の未知も存在します。知らないことすら知らないものです。我が国や他の自由な国々の歴史を振り返れば、後者のカテゴリーこそ、難しい問題を引き起こす傾向があるとわかります。
真実は、科学が完成するまで、宇宙とその法則についての知識が完全かつ絶対的なものになるまで、ある異常がエイリアンに違いないと主張するのは、単純に支持できないということです。なぜなら、私たちにそれが理解できないから、というのは。これは、私たちの祖先が、太陽が毎日空を横切る理由は太陽神しかありえないと推論したのと、まさに同じことなんです。それで彼らがバカだったわけではありません。彼らは、自分が知らないことを知らなかっただけです。そして、私たちもそうなんです。
そして歴史的に、過去に科学者がエイリアンだと主張するたびに、それはまさにこれ、未知の未知だったことが判明してきました。専門的にはこれを交絡因子と呼んでよいでしょう。ローウェルはゲシュタルト再構成、つまり私たちの脳が存在しないパターンを見出してしまう心理効果について知りませんでした。デビッド・マッケイは、あのミミズ状の岩石構造が水だけで形成されうることを知りませんでした。繰り返しますが、まだ発見されていなかったことを彼らが知らなかったのは、彼らのせいではありません。
金星のフォスフィン騒動
最近の例の一つに、金星の雲の中に生命が存在する可能性をめぐる興奮の渦がありました。このチャンネルでも、ニュースが出たときに取り上げた話です。物語は2019年に始まりました。宇宙生物学者のクラーラ・スーザ・シルヴァが、地球上ではフォスフィンが嫌気的生態系の生物によって生成されること、そして岩石惑星上でこの気体の既知の非生物的な偽陽性は存在しないこと、つまり交絡因子はないことを記述したんです。
すると翌年、天文学者のジェーン・グリーヴスらが、岩石惑星の大気中にフォスフィンの証拠を報告しました。それが金星だったんです。さて、その信号が本当に存在するのかをめぐっては、いまだに議論が紛糾していますが、本物だと仮定しましょう。生化学者のウィリアム・ベインズは、こんなタイトルの付随論文を投稿しました。金星のフォスフィンは従来のプロセスでは説明できない、と。
より良いタイトルは、既知の従来のプロセスでは説明できない、とすべきでした。なぜなら、その後の数年間で、3つ、はい3つの別々のプロセスが説明として発見されたんです。火山起源のフォスフィド加水分解、ラジカル媒介リン酸還元、そして酸化リンの光化学的ラジカル還元です。これら3つを早口で言ってみてください。
本当のポイントは、いつもの古い物語だったということです。彼らを困惑させたのは、未知の未知だったんです。理論家たちは非常に想像力豊かな集団です。誰かベインズのような人が、これは絶対にできないと論文で発表すると、彼らはそれを覆すことに何ヶ月もの時間を捧げて喜々として取り組むんです。
枠組み自体の限界
では、誰が悪いのでしょうか。繰り返しますが、私は冷笑的な見方を避けて、誰も悪くない、と論じます。これはエイリアン仮説の無制限な柔軟性と、私たちの自然そのものへの不完全な理解との組み合わせなんです。これらの問いに答えようとしている枠組みそのものが、明らかにこの仕事に向いていないんです。
ローウェル、マッケイ、ベインズ、彼らはみな、大学で誰もが教わる標準的な科学のレシピに従っているだけです。しかしそのアプローチは、ここでは単純に機能しません。なぜなら、何度も何度も、それは誤った主張を生み出してきたからです。
ある程度は、これがまさに科学のあるべき姿だと主張することもできます。主張がなされ、コミュニティがそれに懐疑を向け、その厳しい吟味を生き延びた考えだけが合理的な考えとして残っていく、と。しかし、これは実際には全く別の話だと思います。なぜなら、エイリアンというのは賭け金がとても高い主張であるだけでなく、すでに見たように、エイリアン仮説には信じられないほどの柔軟性と、未知の未知という認識論的危機の両方を併せ持つという、独特の組み合わせがあるからです。
交絡因子のないシグナルを探す
この混乱から抜け出す些細な方法の一つは、未知の未知の影の下でも交絡因子がないと自信を持てるシグナルを探すことです。たとえば、圧縮された動画伝送が符号化されたパルスレーザービームは、断定的に人工的です。自然のプロセスがどうやってそれを実現できるのか、想像するのは非常に難しい。
しかし一方で、大気バイオシグネチャーはそうではありません。それらは情報の乏しい化学的マーカーです。リー・クロニンとサラ・ウォーカーは、組み立て理論がここで役立つと主張してきました。なぜなら、生命はしばしば、それなしでは存在しない非常に複雑な分子を大量に作り出すからです。しかしこの実際的な問題は、複雑な分子はその性質上重く、したがって不揮発性であることです。そのため、望遠鏡でそれらを観測する際、系外惑星の上層大気には現れないんです。
そしてこれは重要です。なぜなら、系外惑星大気中の生命を探すことこそ、NASAがHabitable Worlds Observatoryに賭けている方法だからです。これはJWSTの後継機となり、2040年代に地球型惑星の画像を撮影し、酸素、メタン、フォスフィンなどの気体を探します。
HWOが打ち上がるはるか前の現在ですら、前述したすべてのバイオシグネチャー気体について、私たちを欺きうる自然の交絡因子があることを既に知っているんです。そのため最近では、それらをコンステレーションとして組み合わせて使うこと、あるいは惑星の文脈を加えて解釈できる洗練された化学ネットワークを構築することに、議論の重点が移ってきています。しかし、これらのアプローチもどちらも、すでに一世紀以上にわたって私たちを悩ませてきた、同じ基本的な認識論的問題を抱えています。それは、私たちが知らないことを私たちは知らない、ということです。そしてそれは常に真実であり続けます。
たとえば、HWOがメタンと酸素が生物起源レベルで存在する惑星を発見したとして、理論家が翌年か翌々年あたりに、その発生に関する新しい地球化学的経路を提唱する論文を発表しないと、本気で賭けられますか。あるいはもっと悪いことに、誰も代替案を思いつけない。それでも私たちは間違っていて、なぜならそれは単に私たちの想像を超えた方法で生み出されたからだ、ということもありえます。
私の個人的な恐れ
未来の水晶玉を覗き込みながら、私には深い恐れがあることを認めなければなりません。HWOが飛ぶとき、もし飛ぶとすれば、私は60代になっているでしょう。もしかするとそれよりさらに年を取っているかもしれません。NASAのフラッグシップミッション間には20年以上の歳月が流れる、ということです。それはつまり、このミッションは私の生涯において、地球外バイオシグネチャーを探そうとする最後で唯一の実験になる可能性が高いということです。
だから失敗するわけにはいかない。本当に一度で成功しなければならないんです。そしてそれが深く恐ろしい。なぜなら、私は本当にエイリアン問題の答えを生きているうちに知りたいからです。皆さんの多くも、同じように感じていると思います。
HWOが何を見つけるか、想像することはできます。委員会は、理想的なバイオシグネチャーは生物起源分子のあるコンステレーションだと合意し、たとえば数十個の惑星を調査して、そのシグネチャーがあるか調べる、ということになるかもしれません。仮に、そのうち8個がイエスだったとします。サンプルの3分の1にバイオシグネチャーがあった、と。素晴らしい。
でも、本当の問いはこうです。それは3分の1に生命があるという意味でしょうか。それとも3分の1に、そのシグネチャーを生み出している奇妙で未知の地球化学、つまり交絡因子、私たちが単に思いつかなかった何かがある、という意味でしょうか。悲しいことに、それは完全に曖昧なんです。これら2つの可能性を区別する方法が、ただありません。
私たちは曖昧さの中に閉じ込められたままになる。そして私はそれに耐えられないんです。答えを知りたいんです。
二つのサンプル群というアイデア
決定的に理解すべきことは、陽性検出を得る方法は実は2つあるということです。交絡因子か、本物の生命か。そして、たとえばX%がそのシグネチャーを示す単一の惑星集団においては、これら2つの経路の間には完全な縮退があります。
このジレンマを解決するために、車輪を再発明する必要はないと思います。たとえば医学実験において、プラシーボ群のような対照群が科学的推論の重要な柱を形成することは、誰もが知っています。
では、対照群と試験群という2つの惑星サンプルを持っていたらどうでしょう。ここで対照群は、そこに生命がないと確実にわかっている惑星のグループとし、それらがどれくらいの頻度でバイオシグネチャーを生成するかを単純に数え上げて、交絡因子の発生率を測定します。次に試験群を見て、バイオシグネチャーを持つ世界の割合を数え上げ、先ほど見つけた交絡因子の発生率を単純に差し引いて、真の答えに到達するんです。
天文学者が普段こう考えない理由は、そのような対照サンプルを定義することは私たちにとって通常不可能だからです。なぜなら、そう、惑星や恒星をコントロールすることはできませんから。100%の確実性で生命がないと知っている系外惑星のグループを定義する方法は、単純に存在しません。火星や金星に生命がいるかどうかすら、私たちは合意できないんですから。
そう、極端に高温または低温の系外惑星のグループを取って、そこには生命がありえないと単純に仮定することはできます。しかしそれもあまり助けにはなりません。なぜなら、それらの惑星の化学、したがって交絡因子の発生率は、地球型惑星のものとは根本的に異なるはずだからです。
ABテストという発想
対照サンプルへのもっと柔らかいアプローチがABテストです。これはYouTuberの皆さんにはお馴染みの概念だと思います。サムネイルを互いに比較するのによく使う方法ですからね。
ここでABテストの概念は、こんな感じになるかもしれません。まず、対象となる惑星サンプルをAとBの2つのグループに分けます。この分割の要件は厳密で、二つあります。AとBは交絡因子の発生率は同じでなければならず、しかし生命の発生率は異なっていなければならない。それだけです。これができれば、私の論文は厳密に、そう、たくさんのベイズ数学を使って、生命に関する強い主張を実際に行えることを示しています。
この解決策を最初に思いついたとき、それは大きな安堵でした。HWOのようなミッションの戦略を調整するだけで、ついにサイクルを破ることができる。ついにエイリアン問題に答えることができる。
しかしもう少し深く考えてみると、私の解決策が実際に機能するかは自明ではありません。これを実際に実行可能にするためには、対処すべき深刻な問題があります。最も基本的なレベルでは、このAB分割を実際にどう行うのか、という問いがあります。
分割をどう行うか
確かに、単にランダムな分割をするのは機能しません。なぜなら、その場合、集団AとBはほぼ同じ量の生命を含むことになり、この戦略全体が機能するための2つの基準のうちの一つに違反することになるからです。
ですから、ランダムな分割を行わないなら、物理的に動機づけられた分割を行う必要があります。たとえば、温度に基づく分割を考えてみましょう。Aはハビタブルゾーンの内側の縁に近い惑星、Bは外側の縁に近い惑星、というふうに。生命の発生率が異なることを期待するのは、ここではかなり妥当だと思います。
しかし当然、それらの集団の化学も異なるはずです。なぜなら温度が異なるからです。化学が異なれば、交絡因子の発生率も同じではなくなります。
ご覧の通り、この問題は実は何やら解きほぐせないものに感じられます。なぜなら、生命とは本質的に化学だからです。これら2つの集団の間でどんな分割をしても、生命の発生率を変える分割であれば、必ずなんらかの形で化学を変えることになり、したがって交絡因子の発生率も変えてしまうはずだからです。なぜなら、それらは主に化学的な交絡因子だからです。
正直なところ、ここで私はちょっと行き詰まってしまって、皆さんがこの分割をどう行うべきかについて、考えやアイデアを聞かせてくださると本当に嬉しいです。
動力学による分割という提案
私が現時点で思いついた最良のアイデアは、解決策として動力学を考えることです。これがどう機能するかというと、ハビタブルゾーンに2つの惑星がある系と、1つしかない系を取るんです。惑星のサイズと温度分布がほぼ同じであれば、交絡因子の発生率も同じだと期待するのは妥当でしょう。しかし、もしパンスペルミアが働いているなら、生命は惑星間を飛び移ることができます。すると、それらの根底にある生命発生率に違いが期待できるかもしれません。
これが今のところ私の最善の賭けです。しかし、これにもいくつかの懸念があることを認めなければなりません。つまり、現実的にこの実験を行うのに十分な大きさの、複数のハビタブルゾーンを持つ惑星のサンプルを得ることが本当に可能なのか。そして、隣接惑星の存在自体が、たとえば隕石の頻度などを通じて、それらの世界の化学にどうにか影響を与えてしまうのではないか、と。
ですから、残された懸念は確かに多いですが、幸いにもHWOが打ち上がるまでには数十年あります。だから、これを解明する時間はまだあります。
規律あるコミュニティ基準を求めて
私たちが最終的に必要としているのは、科学者が生命の主張を行う際に使う、間違いのないレシピ、新しいガイドです。そのような規律あるコミュニティの基準を通じてのみ、誤った地球外生命主張のこのもどかしいサイクルから実際に脱出する希望があるんです。
ですから現時点では、答えはABテストにあると私は考えています。でも、皆さんの考えを下のコメント欄に書いてください。誤解しないでいただきたいのですが、これは非常に難しい問題で、すでに一世紀以上にわたって明らかに私たちを困惑させ続けてきた問題です。しかし報酬、その報酬はすべてです。それは、私たちが想像しうる最大の謎への答えなんです。私たちは独りなのか、と。
それでは次回まで、思慮深く、好奇心旺盛でいてください。
本日の動画をご覧いただき、本当にありがとうございました、皆さん。楽しんでいただけたなら幸いです。今回のものは実際の研究に基づいているので、Cool Worldsチームのサポーターと寄付者の皆さんすべてに、大きな感謝を捧げなければなりません。こうした実際の研究をサポートしたい方は、coolworldslab.com/support にアクセスしていただくのが最良の方法です。リンクは概要欄に貼っておきます。月にコーヒー一杯分の値段から、私のチームへの寄付者になっていただけます。ぜひチェックしてみてください。次回の動画でまたお会いしましょう。
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