A theory of everything | Garrett Lisi

ギャレット・リージ「万物の理論」

翻訳: Satoshi Tatsuhara 校正: Lily Yichen Shi

Whoa, dude.

おぉすごいな！ このすごい方程式を見て　いいねぇ

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can

今から18分 できる限り式を使わず

to describe the beauty of particle physics without equations.

素粒子物理の美を説明します

It turns out there's a lot we can learn from coral.

サンゴは 学ぶ所が多く

A coral is a very beautiful and unusual animal.

とても美しい 特異な生物です

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

サンゴの突起は 無数のポリプの集合体です

These polyps are continually budding and branching

ポリプは出芽と分岐を繰り返し

into genetically identical neighbors.

同じ遺伝子をもつ複製を作ります

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

これを高知能なサンゴだとして

個体を一つ選んで 気になる質問をしましょう

we can single out an individual and ask him a reasonable question.

We can ask how exactly he got to be in this particular location

みんなと違って ちょうどその位置にいるのは

compared to his neighbors --

なぜ？

if it was just chance, or destiny, or what?

単なる偶然？ 運命か何か？

Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,

ポリプは 温暖化に苦言を呈してから

ばかな質問だと言うでしょう

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

サンゴは意地悪になるんです

and I have surfing scars to prove that.

私もサーフィンで傷を負いました

But this polyp would continue and tell us

ポリプは続けます

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

「隣のポリプは 私の完全な複製物だ 私は

That he was in all these other locations as well,

すべての場所に

but experiencing them as separate individuals.

同時に存在し それぞれを体験する」

For a coral, branching into different copies

サンゴにとって 多くの複製に分岐することは

is the most natural thing in the world.

当然なので

Unlike us, a hyperintelligent coral

人類とは違い 高知能なサンゴらしく 量子力学を

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

理解します

The mathematics of quantum mechanics

量子力学の数学で 宇宙の仕組みが

very accurately describes how our universe works.

正確に表現され

And it tells us our reality is continually branching into different possibilities,

現実が多くの可能性に分岐し続けることがわかります

まさにサンゴのようです

just like a coral.

It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,

人類がこれを理解しがたいのは

since we only ever get to experience one possibility.

一つの可能性しか経験しないからです

This quantum weirdness was first described

量子力学の奇妙さを示したのは

by Erwin Schrödinger and his cat.

シュレーディンガーの猫が最初です

The cat likes this version better.

猫なら

(Laughter)

こっちのほうが好きでしょう（笑）

In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample

放射性物質とシュレーディンガーが 箱に入っています

that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state

量子力学の法則によれば 試料から

in which it is radiated and a state in which it is not.

放射線が出る状態と

(Laughter)

出ない状態に分岐します（笑）

In the branch in which the sample radiates,

放射した方では

毒が放出されて シュレーディンガーは死んでいますが

it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.

But in the other branch of reality, he remains alive.

他方の現実では生きたままです

These realities are experienced separately by each individual.

二つの現実は 各シュレーディンガーが別々に経験します

As far as either can tell, the other one doesn't exist.

各世界に 相手の世界は存在しません

This seems weird to us,

人は一つの現実しか経験できず

because each of us only experiences an individual existence,

別の現実を見られないので

and we don't get to see other branches.

奇妙に感じます

It's as if each of us, like Schrödinger here,

シュレーディンガーと同様 私たちはサンゴのように

are a kind of coral branching into different possibilities.

多くの可能性に分岐します

The mathematics of quantum mechanics tells us

量子力学の数学でわかるように

this is how the world works at tiny scales.

これが微小世界の仕組みです

It can be summed up in a single sentence:

一言でいうと

Everything that can happen, does.

「起こりうる全てが起こる」

That's quantum mechanics.

これが量子力学です

But this does not mean everything happens.

でも 全て起こるわけではありません

The rest of physics is about describing what can happen and what can't.

ほかの物理学は 起こる事と起こらない事を

示します

What physics tells us is that everything comes down to geometry

物理学が示すのは 素粒子の相互作用と幾何学に

and the interactions of elementary particles.

すべて行き着くということです

何かが起こるのは 相互作用が完全に平衡な場合

And things can happen only if these interactions are perfectly balanced.

だけです

Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,

その粒子を知る方法 その実体

平衡がどう作用するのか説明します

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

この装置では 陽子と反陽子のビームが

are accelerated to near the speed of light

光速近くまで加速して衝突し

and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.

一体化して 混じりけのないエネルギーが放射されて

This energy is immediately converted into a spray of subatomic particles,

原子より小さな粒子の放射に

変換され

with detectors and computers used to figure out their properties.

検出器とコンピュータで解析されます

This enormous machine --

この巨大な加速器LHCは

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

ジュネーブのCERNにあり

has a circumference of 17 miles and, when it's operating,

一周27km

稼働時にはモントレー市の

draws five times as much power as the city of Monterey.

５倍の電力を消費します

We can't predict specifically

衝突ごとに どの粒子が生まれるかは

what particles will be produced in any individual collision.

予測できません

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

量子力学は すべての可能性が

But physics does tell us what particles can be produced.

実在するといい 物理学は生成可能な粒子を示します

These particles must have just as much mass and energy

生成された粒子のエネルギーは必ず

as is carried in by the proton and antiproton.

陽子と反陽子が運ぶエネルギーに等しく

Any particles more massive than this energy limit aren't produced,

このエネルギー限界を超える粒子は

生まれず 目にできません

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

この新型加速器がすごいのは そこです

It's going to push this energy limit seven times

エネルギー限界が従来より７倍

beyond what's ever been done before,

高いのです

so we're going to get to see some new particles very soon.

新しい素粒子はすぐ見つかります

But before talking about what we might see,

予測する前に

let me describe the particles we already know of.

既知の素粒子について説明します

There's a whole zoo of subatomic particles.

いわゆる「素粒子動物園」です

Most of us are familiar with electrons.

電子は身近ですね

A lot of people in this room make a good living pushing them around.

みなさんは

これを使って

いい暮らしをしています（笑）

(Laughter)

But the electron also has a neutral partner called the neutrino,

電子には中性の仲間がいます

with no electric charge and a very tiny mass.

無電荷で質量がとても小さいニュートリノです

In contrast, the up and down quarks have very large masses,

アップクォークとダウンクォークは 質量が膨大で

and combine in threes to make the protons and neutrons inside atoms.

三つで 陽子と中性子を作ります

物質の素粒子には

All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,

右回りと左回りがあり

逆の電荷をもった反粒子が相棒です

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

身近な素粒子には

聞き慣れない第２ 第３世代があります　第１世代と電荷は同じですが

which have the same charges as the first but have much higher masses.

質量ははるかに大きいものです

These matter particles all interact with the various force particles.

物質の素粒子は 力の素粒子と相互作用します

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

「電磁力」は 電荷をもつ物質と相互作用します

via particles called photons.

光子という素粒子が媒介します

There is also a very weak force

非常に弱い力もあります

called, rather unimaginatively, the weak force ...

安直に「弱い力」と呼ばれていて

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

左回りの物質とだけ相互作用します

The strong force acts between quarks

「強い力」は クォークに働きます

which carry a different kind of charge, called color charge,

クオークは 色荷というチャージをもち

and come in three different varieties: red, green and blue.

色荷には 赤 緑 青の３種があります

You can blame Murray Gell-Mann for these names -- they're his fault.

この命名はマリー・ゲルマンの

あやまちです

Finally, there's the force of gravity,

最後は「重力」です　質量とスピンを介して

which interacts with matter via its mass and spin.

物質と相互作用します

The most important thing to understand here

一番重要なのは 力ごとに

is that there's a different kind of charge associated with each of these forces.

別のチャージが対応する

ということです

These four different forces interact with matter

４種の力は その力に対応した

according to the corresponding charges that each particle has.

各素粒子のチャージに応じて 物質と作用します

A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,

未発見ながら確実に存在するのが

ヒッグス粒子です　他の素粒子に質量を与えます

is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.

The main purpose of the Large Hadron Collider

LHCの主目的は

ヒッグス粒子の発見です　ほぼ確実ですが

is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.

But the greatest mystery is what else we might see.

ほかに何を発見できるかが 最大の神秘です

And I'm going to show you one beautiful possibility

ここからは すごい可能性を一つ

towards the end of this talk.

お話しします

Now, if we count up all these different particles

素粒子を

using their various spins and charges,

スピンやチャージを考慮して数え上げると226個です

there are 226.

That's a lot of particles to keep track of.

多いのです

And it seems strange

自然界にそれほど多種の素粒子が

that nature would have so many elementary particles.

あるのは奇妙にも思えますが

But if we plot them out according to their charges,

チャージに基づいて描画すると

some beautiful patterns emerge.

美しいパターンが現れます

The most familiar charge is electric charge.

一番身近なのは電荷ですね

Electrons have an electric charge,

電子の電荷はマイナス１

a negative one,

クォークの電荷は1/3の倍数

and quarks have electric charges in thirds.

アップクォーク二つと ダウンクォーク一つで

So when two up quarks and a down quark are combined to make a proton,

陽子を作ります　電荷の合計はプラス１です

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

素粒子には 逆の電荷をもつ反粒子が存在します

Now, it turns out the electric charge

電荷は

is actually a combination of two other charges:

別の二つのチャージの組み合わせです

hypercharge and weak charge.

ハイパーチャージとウィークチャージです

If we spread out the hypercharge and weak charge

２次元チャージ空間に

ハイパーチャージとウィークチャージを展開して 各粒子のチャージをプロットすると

and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,

the electric charge is where these particles sit

電荷は

along the vertical direction.

縦方向に示されます

The electromagnetic and weak forces interact with matter

ハイパーチャージとウィークチャージに基づいて

according to their hypercharge and weak charge,

電磁力と弱い力が物質と

which make this pattern.

相互作用します

This is called the unified electroweak model,

これは

1967年に統一された電弱統一モデルです

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

身近なのは電荷だけで

and not both of these is because of the Higgs particle.

両方ではないのは ヒッグス粒子が原因です

The Higgs, over here on the left, has a large mass

左側にあるヒッグスは質量が大きくて

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

電弱パターンの対称性を破ります

It makes the weak force very weak by giving the weak particles a large mass.

弱い素粒子の

質量を大きくし 弱い力を弱めます

Since this massive Higgs sits along the horizontal direction in this diagram,

大質量のヒッグスが図の横方向に位置しているので

電磁力を担う光子は質量をもたずに チャージ空間の縦方向で

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

電荷と相互作用を

in this charge space.

します

So the electromagnetic and weak forces

電磁力と弱い力は ２次元空間で

are described by this pattern of particle charges

素粒子のチャージのパターンとして示されます

in two-dimensional space.

We can include the strong force by spreading out its two charge directions

強い力を２チャージ方向に展開して

クォークに働く力の素粒子のチャージを描くと

and plotting the charges of the force particles in quarks

強い力を導入することができます

along these directions.

The charges of all known particles

既知のすべての素粒子の

can be plotted in a four-dimensional charge space,

チャージを ４次元チャージ空間に描画して

and projected down to two dimensions like this so we can see them.

２次元に投影できます

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

素粒子が相互作用するとき ４チャージ方向で

along all four of these charge directions.

完全に平衡が保たれます

If a particle and an antiparticle collide,

粒子と反粒子が衝突すると エネルギーが放出されて

it creates a burst of energy and a total charge of zero

全４チャージ方向でチャージの和がゼロになります

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

エネルギーが同じで チャージの和がゼロであれば

as long as it has the same energy and maintains a total charge of zero.

何でも作れます

For example, this weak force particle and its antiparticle

例えば この弱い力の粒子と反粒子は

can be created in a collision.

衝突で生まれます

In further interactions, the charges must always balance.

さらに相互作用しても チャージは常に平衡します

One of the weak particles could decay into an electron and an antineutrino,

弱い力は 電子と反電子ニュートリノに

崩壊しますが

and these three still add to zero total charge.

三つのチャージの和はゼロのままです

Nature always keeps a perfect balance.

いつも完全に平衡が保たれます

So these patterns of charges are not just pretty.

チャージパターンは綺麗なだけでなく

どんな相互作用が発生し得るかを読み取れます

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

４次元でこのチャージ空間を回転させれば

to get a better look at the strong interaction,

強い相互作用を見られます

六角形状に対称です

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

強い相互作用では 例えばこの強い力の素粒子が

such as this one,

interacts with a colored quark, such as this green one,

例えばこの緑のカラークォークと相互作用して

別の色荷をもつ この赤いクォークとなります

to give a quark with a different color charge -- this red one.

And strong interactions are happening millions of times

体中の原子では 毎秒

強い相互作用が 無数に発生して

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

原子核を一体に保っています

But these four charges corresponding to three forces

３種の力に対応した４種のチャージだけでは

are not the end of the story.

終わりません

We can also include two more charges corresponding to the gravitational force.

重力に対応した

２チャージも導入できます

このとき 物質の素粒子は それぞれ

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

上下二つのスピンチャージをもちます

spin-up and spin-down.

So they all split and give a nice pattern in six-dimensional charge space.

６次元チャージ空間にすべて分かれて

きれいなパターンを描きます

We can rotate this pattern in six dimensions

６次元でパターンを回転させると

かなり綺麗になります

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

素粒子レベルの微小スケールで自然の仕組みを示す最有力の思想と

of how nature is built at the tiny scales of these elementary particles.

これが一致

しています

This is what we know for certain.

確かに一致しています

Some of these particles are at the very limit

いくつかの素粒子で

すでに装置限界に達しています

of what we've been able to reach with experiments.

From this pattern

微小スケールでの素粒子物理は

we already know the particle physics of these tiny scales --

このパターンから明らかとなりました

the way the universe works at these tiny scales is very beautiful.

微小スケールの宇宙の仕組みは とても美しいのです

But now I'm going to discuss some new and old ideas

未知の世界について 新旧交えて

about things we don't know yet.

お話しします

We want to expand this pattern using mathematics alone,

数学だけを使い パターンを拡張して

全体像をつかめるか試します

and see if we can get our hands on the whole enchilada.

We want to find all the particles and forces

宇宙を完璧に描く 素粒子と力を

that make a complete picture of our universe.

すべて見つけたいのです

And we want to use this picture to predict new particles

もっと高エネルギーの実験で見つかる

that we'll see when experiments reach higher energies.

新しい素粒子を予測したいのです

So there's an old idea in particle physics

素粒子物理学には昔から

that this known pattern of charges,

対称性に欠ける この既知のチャージパターンは

which is not very symmetric,

could emerge from a more perfect pattern that gets broken --

完璧なパターンが崩壊して生まれたという考えがあります

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

ヒッグス粒子が電弱パターンを破って

to give electromagnetism.

電磁力を生むのと

In order to do this, we need to introduce new forces

似ています　そのためには 新しい力とチャージ方向を

with new charge directions.

導入する必要があります

When we introduce a new direction,

新しいチャージ方向を導入すれば

we get to guess what charges the particles have along this direction,

素粒子のチャージが明らかになり ほかと一緒に

and then we can rotate it in with the others.

回転可能になります

If we guess wisely, we can construct the standard charges

上手くやれば６チャージ次元の標準的なチャージが

in six charge dimensions as a broken symmetry

もっと綺麗な７チャージ次元パターンの対称性を

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

破った形だといえることになります

This particular choice corresponds to a grand unified theory

この選択は 1973年にパティとサラムが提唱した

introduced by Pati and Salam in 1973.

大統一理論に対応するものです

When we look at this new unified pattern,

この新たな統一パターンを見ると

we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.

素粒子が欠けたような穴が二つあります

This is the way theories of unification work.

統一理論がうまくいった例です

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

実証済みのパターンを内包した

that include the established pattern as a subset.

大きくて対称的なパターンを探すのが物理学者です

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

大きなパターンから 未知の素粒子の

存在を予測できます

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

この統一モデルから 弱い力によく似た

of these two new force particles,

新しい力の素粒子を二つ予測できます

which should act a lot like the weak force, only weaker.

弱い方だけです

Now, we can rotate this set of charges in seven dimensions

７次元でチャージ群を回転させると

物質の素粒子について奇妙な事実が浮かびます

and consider an odd fact about the matter particles:

物質の素粒子を 6次元チャージ空間で見ると

the second and third generations of matter

第２ 第３世代のチャージが 第１世代と

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

全く同じなのです

These particles are not uniquely identified by their six charges.

６チャージでは区別できずに

They sit on top of one another in the standard charge space.

標準のチャージ空間で重なっています

However, if we work in eight-dimensional charge space,

ところが８次元チャージ空間で考えると

then we can assign unique new charges to each particle.

各素粒子に固有のチャージを新しく割り当てられます

Then we can spin these in eight dimensions

８次元で回転させて

and see what the whole pattern looks like.

パターンの全貌を見てみましょう

Here we can see the second and third generations of matter now,

物質の第２ 第３世代が

「三重性」という対称性で 第１世代に結びついています

related to the first generation by a symmetry called "triality."

This particular pattern of charges in eight dimensions

８次元で示された 特有のチャージパターンは

is actually part of the most beautiful geometric structure in mathematics.

数学的に最も美しい幾何学模様の一種です

It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.

最大の例外型リー群E8のパターンです

This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.

このリー群は 248次元の滑らかな曲線を描きます

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

そのパターンの各点が この複雑で美しい形状と

of this very complex and beautiful shape.

同じ対称性をもつのです

One small part of this E8 shape can be used to describe

E8形状の一部に重力を説明した

the curved space-time of Einstein's general relativity,

アインシュタインの一般相対性理論でいう時空の歪みが

explaining gravity.

示されています

Together with quantum mechanics,

量子力学を組み合わせると この幾何学形状から

the geometry of this shape could describe everything

微小スケールでの宇宙の仕組みを

about how the universe works at the tiniest scales.

全て説明できます

The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space

８次元チャージ空間に存在するこのパターンは

比類のない美しさです

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

素粒子間に生じ得る相互作用が

between these elementary particles,

無数に集約されていて それぞれが

each of which is just a facet of this complicated shape.

複雑な形状の一面を構成しています

As we spin it, we can see many of the other intricate patterns

回転させると 複雑なパターンが

contained in this one.

数多く現れます

And with a particular rotation,

ある特定の回転を加えると

we can look down through this pattern in eight dimensions along a symmetry axis

対称軸に沿って８次元パターンを見下ろして

and see all the particles at once.

素粒子を一望できます

It's a very beautiful object,

非常に美しく どの統一モデルにも見られるように

and as with any unification,

we can see some holes where new particles are required by this pattern.

新たな素粒子の入るべき空所が

見てとれます

There are 20 gaps where new particles should be,

ここには20ヶ所あります

two of which have been filled by the Pati-Salam particles.

２ヶ所はパティとサラムの粒子です

From their location in this pattern, we know that these new particles

位置からすると 新しい素粒子は

should be scalar fields like the Higgs particle,

ヒッグス粒子のようなスカラー場のはずですが

but have color charge and interact with the strong force.

色荷を持って 強い力と作用します

Filling in these new particles completes this pattern,

新たな素粒子で埋まれば

完全なE8が出来上がります

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

このE8パターンは非常に深い数学的根拠に基づいています

It's considered by many to be the most beautiful structure in mathematics.

数学的に最も美しい構造になると 多くの人が

感じています

It's a fantastic prospect that this object of great mathematical beauty

数学的にも見事なこの模様が

微小スケールでの素粒子の相互作用を示すという展望は

could describe the truth of particle interactions

素晴らしいと思います

at the smallest scales imaginable.

数学が自然を説明するという思想は

And this idea that nature is described by mathematics is not at all new.

決して新しいものではなく

In 1623, Galileo wrote this:

1623年 ガリレオは言いました

"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,

「自然の崇高な規範は 常に観察を受け入れ

is written in the language of mathematics.

数学的表現で記述できる

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

その要素は 三角や円などの幾何学形状である

without which it is humanly impossible to understand a single word of it;

さもなくば人間の理解は

全く及ばず

without these, one is wandering around in a dark labyrinth."

暗い迷宮をさまようことになる」

I believe this to be true,

これを信じてガリレオに従い

and I've tried to follow Galileo's guidance

三角や円などの幾何学形状だけで

in describing the mathematics of particle physics

素粒子物理の数学を表現することに

using only triangles, circles and other geometrical figures.

挑みました

Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,

ほかの物理学者と取り組む中で

この数学は 暗い迷宮にも思えましたが

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

But it's reassuring that at the heart of this mathematics

本質に触れると 純粋で美しい幾何学だと

is pure, beautiful geometry.

再認識させられました

Joined with quantum mechanics,

量子力学を併用すると

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

美しいパターンに基づいて

あらゆる可能性のもと各所で素粒子が相互作用する 成長するE8サンゴとして

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

宇宙を説明できます

And as more of the pattern comes into view using new machines

LHCのような新しい装置で

like the Large Hadron Collider,

もっとパターンが見えてくれば

we may be able to see whether nature uses this E8 pattern or a different one.

自然がE8パターンに従うのか そうでないのか 明らかになります

This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.

この探索は 素晴らしい冒険です

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

LHCで E8パターンに合う素粒子が見つかれば

that will be very, very cool.

やったぜと思うでしょうが

If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --

パターンから外れる新しい素粒子が見つかれば

well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.

かなり興味は引かれますが E8理論的には困ります

And, of course, bad for me personally.

個人的には困るのです

(Laughter)

（笑）

Now, how bad would that be?

どれくらい？

Well, pretty bad.

かなり最悪！

(Laughter)

（笑）

But predicting how nature works is a very risky game.

自然の仕組みを予測するゲームは

This theory and others like it are long shots.

リスクが大きく この理論も ほかの理論も 博打です

One does a lot of hard work knowing that most of these ideas

たいていは失敗に終わるとわかりつつ

probably won't end up being true about nature.

熱中します

That's what doing theoretical physics is like:

理論物理は

there are a lot of wipeouts.

失敗ばかりです

In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.

新しい物理理論は新興企業にそっくりです

As with any large investment,

大きな投資をして 失敗したとき

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

研究をやめるのはつらいですね

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

でも 科学では ダメなら

you have to toss it out and try something else.

切り替えが必要

Now, the only way to maintain sanity

不安になりつつ 正気を保って幸せをつかむには

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

生活バランスと展望の維持こそ

is to keep balance and perspective in life.

唯一の解決策です

I've tried the best I can to live a balanced life.

私は生活のバランスを維持しようと

(Laughter)

ベストを尽くしてきました（笑）

I try to balance my life equally between physics, love and surfing --

「物理」「愛」「サーフィーン」のバランスを保っています

my own three charge directions.

私の３チャージ方向です

(Laughter)

（笑）

This way, even if the physics I work on comes to nothing,

だから 物理で成果が出なくても

いい人生だったと思えます

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

美しい場所に住むようにしていて

For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,

この10年はほとんど マウイ島で過ごしています

a very beautiful place.

本当に美しい所です

Now, it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents

私の親にとって 宇宙で最大の謎は

how I managed to survive all that time

就職もせずに その間 どうやって

without engaging in anything resembling full-time employment.

生き延びたのかということです

(Laughter)

（笑）

I'm going to let you in on that secret.

秘密を明かします

This was a view from my home office on Maui.

これは

And this is another,

マウイの仕事部屋から見た景色です

and another.

And you may have noticed that these beautiful views are similar,

美しい眺めは どれも似ていますが

場所が少し違っています

but in slightly different places.

That's because this used to be my home and office on Maui.

マウイでは これが家であり職場だったからです

(Laughter)

（笑）

I've chosen a very unusual life.

異色の生活でしたが

But not worrying about rent

家賃なしの生活で 時間を自由に

allowed me to spend my time doing what I love.

使えました

Living a nomadic existence has been hard at times,

放浪生活は大変な時もありましたが

but it's allowed me to live in beautiful places

美しい場所で生活できました

幸せな生活でバランスを保てました

and keep a balance in my life that I've been happy with.

It allows me to spend a lot of my time hanging out with hyperintelligent coral.

高知能なサンゴと

よく遊んだりもしました

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

知能の高い人にも会えてうれしいです

So I'm very happy to have been invited here to TED.

今日 ここに招待いただいて光栄です

Thank you very much.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

（クリス）

but I still absolutely loved it.

理解できたのは２%だけど良かったよ　くだらない質問だと思うかもしれないけど

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

あなたのいう万物の理論は

Garrett Lisi: I'm used to coral.

（ギャレット）サンゴだよ

CA: That's right.

（クリス）それが興味を引くのは

The reason it's got a few people at least excited

あなたが正しければ 重力と量子論が

is because, if you're right, it brings gravity and quantum theory together.

一体化されるからですけど

So are you saying that we should think of the universe, at its heart --

宇宙の本質には

最小のもの ―

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

可能性を示すE8的なものがあると考えるべきでしょうか？

I mean, is there a scale to it, at the smallest scale, or ...?

つまり 最小スケールで測るものを

想定しているとか？

GL: Well, right now the pattern I showed you

（ギャレット）私がお見せした

that corresponds to what we know about elementary particle physics --

素粒子物理学の通説に対応したパターンは

that already corresponds to a very beautiful shape.

すでに とても綺麗な形状をしています

And that's the one that I said we knew for certain.

確実な部分です

And that shape has remarkable similarities --

かなりの類似点のあるその形状を

and the way it fits into this E8 pattern, which could be the rest of the picture.

E8パターンにどう当てはめるかが後の説明です

And these patterns of points that I've shown for you

点でできたあのパターンは

actually represent symmetries of this high-dimensional object

この高次元のモデルの対称性をよく表しています

that would be warping and moving and dancing

このモデルは 私たちの体験する時空を超えて 歪んだり

over the space-time that we experience.

動いたり跳ねたりします

And that would be what explains all these elementary particles that we see.

これが 全ての素粒子を

説明してくれます

CA: But a string theorist, as I understand it,

（クリス）私の理解では弦理論家は電子を

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

振動する微小な弦で説明します

弦理論は

I know, you don't like string theory -- vibrating inside it.

嫌いでしょうけど

E8との関連では 電子をどうとらえればいいのですか？

How should we think of an electron in relation to E8?

GL: Well, it would be one of the symmetries of this E8 shape.

（ギャレット）E8形状の対称性の一つです

So what's happening is, as the shape is moving over space-time, it's twisting.

その形状が時空を超えて動くときに

ねじれが生じます その移動に伴うねじれ方向で

And the direction it's twisting as it moves is what particle we see.

どの素粒子か決まります

So it would be --

（クリス）E8形状の大きさは 電子と

CA: The size of the E8 shape, how does that relate to the electron?

どう関係する？

理解するには それが必要なんです

I feel like I need that for my picture. Is it bigger? Is it smaller?

大きい？小さい？

（ギャレット）知る限りでは

GL: As far as we know, electrons are point particles,

電子は点ですから 最小ということになります

so this would be going down to the smallest possible scales.

So the way these things are explained in quantum field theory is,

場の量子論で説明すると

全ての可能性が同時に拡張し進展しているということになります

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

だからサンゴに例えるのです

And --

E8を適用する場合には

in this way, the way that E8 comes in

is it will be as a shape that's attached at each point in the space-time.

それは時空の各点に結びついた形状となります

And, as I said, the way the shape twists --

屈曲した表面を動きながら

the directional along which way the shape is twisting

その形状のねじれる方向が

as it moves over this curved surface --

どの素粒子かを

決めるのです

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

場の量子論では 点として表現されて そのように

they manifest themselves as points and interact that way.

相互作用します

I don't know if I'll be able to make this any clearer.

これ以上わかりやすくできないな

(Laughter)

（笑）

CA: It doesn't really matter.

（クリス）大丈夫ですよ

It's evoking a kind of sense of wonder,

知りたいという気持ちがわいてきました

and I certainly want to understand more of this.

ぜひもっと理解したいと思います

But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.

ありがとう 面白かったよ

（拍手）

(Applause)