The Boltzmann brain paradox - Fabio Pacucci

翻訳: Yuma Murata 校正: Tomoyuki Suzuki

How do you know you’re a person who has lived your life,

自分が現実の人生を送ってきた ひとりの人間であって

rather than a just-formed brain full of artificial memories,

実在しないことを現実のように幻覚し 完全に人工的な記憶が刻み込まれている ―

momentarily hallucinating a reality that doesn't actually exist?

造られた脳ではないと どうやって知ることができるでしょう？

That may sound absurd,

馬鹿げた話に聞こますが

but it’s kept several generations of top cosmologists up at night.

数世代にわたって一流の宇宙学者たちを 夜中も悩ませてきたのです

They call it the Boltzmann brain paradox.

これは「ボルツマン脳のパラドックス」 と呼ばれています

Its namesake, Ludwig Boltzmann, was a 19th century physicist

名の元となったルートヴィッヒ・ボルツマンは 19世紀の物理学者で

operating in a period when scientists were passionately debating

科学者たちが 宇宙は 永遠に存在してきたか否かを

whether the universe had existed for an infinite or finite time.

熱心に議論していた時期に 活躍していた人です

Boltzmann’s main claim to fame was revolutionizing thermodynamics,

ボルツマンは 熱力学を 大きく発展させたことで有名です

the branch of physics that studies energy.

これはエネルギーを研究対象とする 物理の一分野です

He put forward a new interpretation of entropy,

彼は 系の乱雑さの指標である エントロピーに

which is a measure of the disorder of a system.

新たな解釈を与えました

A glass is an ordered system, whereas a shattered glass is disordered.

ガラスのコップは秩序のある系ですが 割れたコップは乱雑です

The second law of thermodynamics states that closed systems tend towards disorder:

熱力学第二法則によれば 閉鎖系は乱雑な方に進みます

you won’t see a shattered glass return to its pristine state.

つまり 割れたコップは元の 傷のない状態には戻らないわけです

Boltzmann’s insight was applying statistical reasoning to this behavior.

ボルツマンの理論は このふるまいに 統計的な根拠を与えました

He found that a system evolves to a more disordered state because it’s more likely.

彼は 系はより乱雑な状態へ進むことを 発見しました その方が起こりやすいからです

However, the opposite direction isn’t impossible,

しかし 逆向きの変化も不可能ではありません

just so unlikely that we’ll never witness things like scrambled eggs turning raw.

炒り卵が生に戻ることを決して見ないように 非常に起こりにくいだけです

But if the universe exists over an infinitely long time,

しかし もし宇宙が無限に長い時間 存在するのだとしたら

extremely unlikely events will happen,

全くありそうもないことも起こるでしょう

including complex things forming out of random combinations of particles.

例えば粒子のランダムな結合により 複雑なものが形成されるといったことです

So what does that look like in a hypothetical infinitely old universe?

では 過去から無限に続く仮想的な宇宙とは どのようなものでしょうか？

In this unremarkable stretch of near-nothingness,

何の変哲もなく無に等しい状態が 延々と続く中で

about eight octillion atoms randomly come together to form a replica

約8ｘ10の27乗個の原子が ランダムに集まり

of the Thinker made of pasta.

パスタでできた「考える人」の レプリカが出来上がります

It instantly dissolves.

それはすぐに崩壊していきます

Over here, these particles suddenly form something like a brain.

あるいは 粒子が突然 脳のようなものを形成します

It’s filled with false memories of a lifetime up to the present moment,

脳は まさにこの言葉を発している ビデオを知覚する瞬間までの

when it perceives a video saying these very words,

生涯の偽りの記憶で満たされており

before decaying.

崩壊していくのです

And finally, by random fluctuations, all the particles in the cosmos

最後の想定として 宇宙の全ての微粒子が 不規則な揺らぎによって

concentrate in a single point,

一点に凝集し

and an entire new universe spontaneously bursts into existence.

全く新しい宇宙が 突然に自然発生するという出来事です

Of those last two, which is more likely?

最後の２つの出来事のうち どちらがより起こりそうでしょうか？

The brain, by far—

圧倒的に脳の発生の方です

despite all its complexity, it’s a blip compared to an entire universe.

脳の複雑さは宇宙全体に比べると ほんのわずかなものです

Every one universe produced by random fluctuations has equivalent odds

ランダムな揺らぎによって創られた宇宙は いずれにおいても

to heaps upon heaps of insta-brains.

一時的に存在する脳を 山のように生み出す確率は同じです

So by this reasoning, it seems extremely more likely

このように考えると 私たちが 存在していると思っているものは全て

that everything you believe to exist is actually a brief illusion,

実際は すぐに消えてしまう つかの間の幻想である可能性が

soon to be extinguished.

極めて高いようです

Boltzmann didn’t get quite that far in his thinking;

ボルツマン自身は そこまでは 深く掘り下げませんでしたが

the brains themselves were introduced by later cosmologists building on his work.

ボルツマン脳の考え方自体は 彼の研究を基に 後世の宇宙学者が導入したものです

But they, like just about everyone else,

しかし 彼らは他の人々と同じように

were pretty sure that they themselves weren't just ephemeral brains.

自分自身は単なる短命の脳ではないと 確信していました

So the paradox was: how could they be correct and the universe be eternal?

つまりパラドックスとは 「脳は幻想ではなく かつ宇宙は永遠なのか」

The resolution is something most take for granted today:

その答えは今日では ほぼ当然と思われているものです

that our universe has not existed forever,

つまり この宇宙は永遠に 存在していたのではなく

but rather time and space started with a Big Bang.

ビッグバンとともに時空が生じた というものです

So that’s the paradox over and done with, right?

では これでパラドックスは 解決したのでしょうか？

Well, maybe not.

たぶん 解決していません

In the last century, scientists have found evidence supporting the theory

20世紀には 科学者により ビッグバン説を裏付ける証拠が

of the Big Bang everywhere we look.

次々と見つかっています

Yet while we know that the Big Bang happened,

しかし 私たちがビッグバンが 起きたことは知っていても

no one knows what, if anything, preceded and caused it.

その前に何かが存在したとしたら それが何で なぜビッグバンが起きたのか誰も知りません

Why did the universe begin in such an extremely ordered, and unlikely, state?

なぜ宇宙はこのように極めて秩序立った あり得ない状態で始まったのでしょうか？

Is our universe in an unending cycle of creation and collapse?

私たちの宇宙では創造と崩壊が 永遠と繰り返されるのでしょうか？

Or might we be in one of many universes expanding within a multiverse?

あるいは 私たちは多元的宇宙の中で膨張する 多くの宇宙の一つにいるのでしょうか？

In this context, Boltzmann’s paradox has found renewed interest

このような背景から ボルツマンのパラドックスは

by contemporary cosmologists.

現代宇宙学者の 新たな関心の的になっています

Some argue that leading models for where the universe came from

宇宙の起源を論じる最先端のモデルでは

still imply that Boltzmann brains are more likely than human brains,

ボルツマン脳はヒトの脳よりも可能性が 高いため 何かが間違っていることを

suggesting something’s amiss.

示唆していると主張する人もいます

Others counter that slight modifications of the cosmological models

宇宙モデルを少し修正すれば その問題は回避できる あるいは―

would avoid the problem,

or that Boltzmann’s brains can’t actually physically form.

ボルツマン脳は物理的に形成し得ないと 反論する者もいます

Some researchers even attempted to calculate the probability

ある科学者たちは 脳が一つの思考をするのに十分な時間

of a brain popping out of random quantum fluctuations

ランダムな量子の揺らぎから 突然生じる確率を

long enough to think a single thought.

計算しようと試みさえしました

They got this incredible number

すると 驚きの数が得られました

whose denominator is 10 to a number about a septillion times larger

分母を10の階乗で表すと その指数は 全宇宙にある星の数の

than the number of stars in the universe.

約10の24乗倍になるのです

The Boltzmann brain paradox, despite its absurdity,

ボルツマン脳のパラドックスは その不条理さにもかかわらず

is useful because it creates a bar that models have to rise to.

モデルが到達しなければならない ハードルを作るという意味で有用です

If, compared to numbers like this one,

もし このような数値と比べて

the current state of the universe is exceedingly unlikely,

現在の宇宙の状態が 極めてありえないものであるなら

something in the model is almost certainly wrong.

モデルのどこかがほぼ確実に 間違っているわけです

Unless you’re the one who is wrong...

あなたが間違っていない限りー