物理学者たちが、人間の自由意志と量子物理学の関係について新たな主張を展開している。ロジャー・ペンローズやニールス・ボーアなど、量子物理学が意識や自由意志に関与していると考える物理学者は多いが、今回の研究グループは逆に、人間の脳が量子物理学で機能することはできないと主張する。その根拠は量子力学のノークローニング定理である。この定理によれば、量子状態の複製を作ることは元の状態を破壊しない限り不可能であり、これが人間が環境のモデルを脳内で複数作成することを妨げるという。エージェンシー、つまり外部入力に強く依存せずに内部で意思決定を行う能力を持つためには、異なる行動の結果をシミュレートする必要があるが、量子物理学の枠組みではこれが実現できない。したがって、人間が存在するためには、量子物理学が何らかの形で破綻しなければならないという結論に至る。この論文は新しい視点を提供しているものの、ノークローニング定理が環境の近似的なモデル作成すら妨げるという主張には疑問が残る。
意識と量子物理学の関係
意識は量子物理学と結びついているのでしょうか。ロジャー・ペンローズのような一部の物理学者はそう考えています。そして、私たちは人間の脳がどのように機能しているのか正確には分かっていないため、量子物理学がそこで何らかの役割を果たしているかもしれないと考えるのは、完全に馬鹿げているわけではありません。
しかし、ここで驚きの展開があります。ある物理学者のグループが今回、実際には人間の脳は量子物理学では機能し得ないと主張しています。これは新しい発見ですので、論文を詳しく見ていきましょう。
量子物理学と古典物理学の違い
物理学者は二つの異なるタイプの理論を区別しています。量子物理学と、量子効果なしで機能する「古典」物理学です。古典物理学はニュートンとアインシュタインの世界であり、物体は明確な位置と速度を持ち、その振る舞いを予測することが可能です。量子物理学ではそうではありません。
一般的に、物体はすべての性質が定義されているわけではなく、複数の状態に同時に存在することができます。それらは避けられない不確定性に従います。そして最も重要なことに、量子物理学では何が起こるかを予測することができません。
起こり得ることの確率を予測できるだけです。例えば、ある粒子が右に進む確率が50%、左に進む確率が50%だと言うことはできますが、実際に測定しに行くまで、その粒子が何をしたのかは分かりません。コペンハーゲン解釈の父であるニールス・ボーアを含む多くの物理学者は、量子物理学のこの非決定論的な要素こそが、自由意志が隠れている場所だと考えていました。
これは、私たちが取り得る複数の可能な行動があり、その中から一つを選択するという感覚のことです。その考え方は、これらの可能な行動が量子状態にあり、私たちの選択だけがこれらの多くの可能性の一つを現実に変えるのかもしれない、というものです。
すべては量子的である
しかし、今日の物理学者の大多数は、物理学には量子と古典という二つの分離した領域が実際には存在しないと考えています。実際には、すべてが量子的なのです。ただ、私たちが日常生活で遭遇する大きなサイズの物体については、量子効果が非常に小さく微妙になるため、それらを見ることができないだけです。
これは、アインシュタインの相対性理論の効果が見えないのと少し似ています。それらが存在しないからではなく、単に小さすぎるのです。新しい論文の著者たちは今、これは不可能だと主張しています。なぜなら、人間が自由意志を持つことができるのは、量子効果が本当に消失する場合だけであり、単にそれらに気づかないだけでは不十分だからです。
エージェンシーとは何か
具体的に言うと、彼らは自由意志そのものについてというよりは、むしろエージェンシー、つまり外部からの入力に強く依存せずに内部で意思決定を行う能力について議論しています。なぜなら、私たちの携帯電話はある意味で意思決定をしていると言えるかもしれません。例えば、通知を送るかどうかなどです。しかし、それをするかどうかは私たちの入力によって決定されます。したがって、私たちの携帯電話のエージェンシーは小さいのです。
エージェンシーを持つためには、著者たちが主張するところでは、私たちは環境と異なる可能な行動の結果を、ある意味でシミュレートできなければなりません。つまり、すべての可能性を検討するために、この環境を私たちの脳に何度もマッピングしなければならないということです。しかし、量子物理学にはこれに対する障害があります。それがノークローニング定理です。
ノークローニング定理の制約
この定理は、任意の量子状態のコピーを作成することはできないと述べています。元の状態を破壊しない限りは。これは量子物理学の数学的性質であり、回避する方法はありません。したがって、著者たちは主張します。もし私たちの環境が量子的性質しか持たず、人間の脳も量子的性質しか持たないのであれば、人間は環境のモデルを作成することができません。著者たちが定義する「世界モデル」を持つことができないのです。
さて、こう言いたくなるかもしれません。「分かりました、でも私たちは環境の特別に優れたモデルを必要としているわけではありません」と。例えば、ピザを食べるかパスタを食べるかを決めようとする場合、脳の中にピザのすべての原子のモデルが必要なわけではありません。しかし、著者たちは主張します。もしピザが本当に量子状態であり、その状態の複数のモデルを、たとえ近似的なものであっても作成したいのであれば、モデルの「忠実度」は急速に劣化するのです。
これは基本的に、モデルが粗悪で現実との類似性がほとんどないことを意味します。したがって、彼らは、これは量子コンピュータが真のエージェンシーを発達させることができないことを意味すると結論づけています。そしてさらに重要なことに、私たちが存在するためには、量子物理学が何らかの形で破綻しなければならないということです。
この主張から何を読み取るべきか
これについて私たちは何を導き出すべきでしょうか。私の知る限り、これは量子物理学と意識に関する本当に新しい議論であり、だからこそ私はこれを興味深いと感じています。とはいえ、ノークローニング定理が環境の近似的に正しいモデルさえも作成することを妨げるという彼らの主張については、私は非常に懐疑的です。
このため、私はこの論文にナンセンス・スケールで10点満点中6点を与えます。誰かが近い将来、彼らが間違っていることを証明する気がします。しかしそれでも、これは実り多い思考の方向性になるかもしれません。少なくとも今では、私の悪い決断のすべてを量子物理学のせいにするために、この論文を使うことができます。
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