Yudkowsky Sequences 日本語訳
非公式日本語訳 — 原著者・発行元による公式の翻訳ではありません

Eliezer Yudkowsky — 非公式日本語訳

異なる配置

Distinct Configurations

前のエッセイの実験には、二つの重要な教訓があった。

第一に、振幅の流れは打ち消し合うことができ、魔法の測定量である絶対値の二乗は線形でないため、配置の同一性は固定されていることを見た。可能世界をまとめ直すように、配置を組み直すことはできない。どの配置が同じで、どの配置が異なるかは実験上の帰結を持ち、観察可能な事実である。

第二に、配置は複数の粒子に関わることを見た。装置に二個の光子が入るからといって、初期配置が二つあるわけではない。代わりに、初期配置の同一性は「入射する二個の光子」である。(理想を言えば、ここで語る各配置には、鏡や検出器を構成する粒子も含め、実験内のすべての粒子を含めるべきである。そして現実の宇宙では、すべての配置がすべての粒子に関わる……あらゆる場所の粒子に。)

配置を異なるものにするのは、異なる粒子ではない。どの配置も、すべての粒子に関わる。配置を異なるものにするのは、粒子が異なる位置を占めること――少なくとも一個の粒子が異なる状態にあること――である。

一つの重要な実演を取り上げよう……。

  図:一つの光子源、二枚の半透鏡、二枚の全反射鏡、二台の検出器、一個の感応体  

図1

図1は、「配置と振幅」の図2と同じ実験だが、一つ重要な変更がある。ACの間に、感応体Sが置かれている。Sの重要な属性は、光子がSのそばを通ると、Sがわずかに異なる状態になることだ。

Sが取りうる二つの状態をはいいいえとしよう。感応体Sいいえの状態から始まり、光子がそばを通るとはいの状態になる。

すると初期配置は、

Aへ向かう光子、およびいいえの状態にあるS」(−1 + 0i)である。

次は、Aにある半透鏡の作用である。感応体がなかった前の版の実験では、結果として生じる二つの配置は、振幅−iの「AからB」と、振幅−1の「AからC」だった。しかし今は、系に新しい要素が導入されており、すべての配置はすべての粒子に関わるため、どの配置も新しい要素に言及する。したがって、初期配置から振幅が流れる先は次のとおりである。

AからBへ進む光子、およびいいえの状態にあるS」(0 − i
AからCへ進む光子、およびはいの状態にあるS」(−1 + 0i)。

次は、BCにある全反射鏡の作用である。

BからDへ進む光子、およびいいえの状態にあるS」(1 + 0i) 「CからDへ進む光子、およびはいの状態にあるS」(0 − i)。

そして、上の両方の配置から流れる振幅に対する、Dの半透鏡の作用は次のようになる。

  1. DからEへ進む光子、およびいいえの状態にあるS」(0 + i
  2. DからFへ進む光子、およびいいえの状態にあるS」(1 + 0i
  3. DからEへ進む光子、およびはいの状態にあるS」(0 − i
  4. DからFへ進む光子、およびはいの状態にあるS」(1 + 0i)。

感応体なしでこの実験を行ったときには、「DからE」という配置へ向かう(0 + i)と(0 − i)の振幅の流れ(1)と(3)は互いに打ち消し合った。検出器1へ進む光子の振幅は残らなかった(実験というはるか上の水準では、光子が検出器1に当たるのを決して観察しない)。

しかしこの場合、二つの振幅の流れ(1)と(3)は、今や異なる配置へ向かう。(1)と(3)の間では、少なくとも一つの実体Sが異なる状態にある。振幅は打ち消し合わない。

最終的な四つの配置の上で、魔法の絶対値二乗比検出器を振ると、すべての絶対値の二乗が等しい、すなわち各25%の確率であるとわかる。現実世界というはるか上方の水準では、光子が検出器1と検出器2に当たる可能性は等しいとわかる。

上のすべては、研究者である私たちがSの状態を気にしなくても真である。可能世界とは異なり、配置は気まぐれにまとめ直せない。二つの配置が異なると述べるのは物理法則であり、世界をどう分割すれば最も便利かという問題ではない。

上のすべては、Sの状態をわざわざ見なくても真である。その違いを私たちが知らなくても、配置(1)と(3)は物理学において異なる。

上のすべては、Sが存在すると知らなくても真である。二つの可能性について異なる心的表象を持っているか否かにかかわらず、配置(1)と(3)は異なる。

上のすべては、私たちが宇宙空間にいて、関心のある光子がそばを通ったか否かに応じ、Sが新たな光子を二つの異なる方向の星間空虚へ送り出す場合でも真である。そのため、Sはいいいえのどちらだったかを決して突き止められないとしても、である。Sの状態は、どこでもない場所へ送られた光子に具現化される。失われた光子は含意された不可視のものになりえ、Sの状態は実用上検出不能になりうるが、それでも配置は異なる。

(これが機能しない主な理由は、Sが小さく動かされても、配置空間におけるSの元の広がりが、その動きより大きい場合である。すると、その動きが、配置空間上の振幅分布を異なる塊へ分離するとは期待できない。現実には、このすべては、連続した配置空間上の微分可能な振幅分布の内部で起きる。)

配置は信念状態ではない。配置が異なることは、実験上の帰結を持つ客観的事実である。誰もSの状態を知らなくても配置は異なる。知性あるどんな実体も永久に突き止められなくても異なる。宇宙のどこかで少なくとも一個の粒子が異なる位置にある限り、配置は異なる。これは実験で実証できる。

なぜこれを強調するのか。それは、誰も量子物理学を理解していなかった暗黒時代には……。

  図:一つの光子源、二枚の半透鏡、二枚の全反射鏡、二台の検出器  

図2

さて、実際に何が起きているかまるで見当がつかない状態で図2の実験を行い、検出器1に光子が一個も現れないところを想像してほしい。すごい。

また、BDの間、あるいはACの間に遮蔽物を置くと、検出器1と検出器2に光子が同じ割合で現れることも発見する。ただし一度に一個だけであり、検出器1か検出器2のどちらかが作動し、両方が同時に作動することはない。

すると確かに、粒子を扱っているようには見える――あなたが光子を見るたび、光子は一度に一つの場所にしかない。

それなのに、光子が検出器1に現れるのを妨げる、ある種の……謎の現象……がある。そして、この謎の現象は、光子が両方の道を進むことができることに依存している。それでも光子は一方か他方の検出器にしか現れず、このことは、そう考えるだろうが、光子が一度に一つの場所にしかないことを示す。

  図:一つの光子源、二枚の半透鏡、二枚の全反射鏡、一個の遮蔽物、二台の検出器  

図3

こうして実験のパターン全体が、かなり異様に見える! 何しろ、光子はAからCへ進むか、AからBへ進むかのどちらかである。(現実を個別に実在する粒子へ本能的に分解しようとしていたなら、そう考えるだろう。)しかし図3のように、一方か他方の経路を塞ぐと、異なる実験結果が出始める!

光子は、一方か他方の道しか進まない(と思うだろう)のに、両方の道を進むことを許されたがっているかのようだ。そして、実際にそこへ進まなくても、道を塞ごうとすればわかるらしい――そこへ進んでいたなら遮蔽物にぶつかり、どの検出器にもまったく当たらなかったはずである。

まるで単なる可能性が、「実在」という言葉が通常意味すると考えられていることに逆らい、因果的効果を持ちうるかのようだ……。

しかし、実験内部で何が起きているかの全体像を持たないうちに、そのような結論へ飛びつくのは少し早い。

  図:一つの光子源、二枚の半透鏡、二枚の全反射鏡、二台の検出器、一個の感応体  

図4

そこで図232.4のように、ACの間へセンサーを置き、光子が毎回本当はどちらへ進むかを判断しようと思いつく。

すると、謎の現象は消える。

いや、これは一体どれほど狂った話だろうか。哀れな科学者にどんな偏執を抱かせるだろうか。

さて、二十一世紀の私たちは、光子の履歴を「知る」には、脳を構成する粒子が光子の履歴と相関していなければならないと理解している。光子の履歴と相関するごく小さな感応体Sがあるだけで、最終配置を区別して振幅の流れの相殺を防ぐのに十分なら、デジタル表示を備えたセンサー全体は、人間の脳は言うまでもなく、10の24乗個もの粒子を異なる位置に置き、振幅の流れが打ち消し合うのを防ぐ。

しかし、まだそこまで解明していなかったなら……。

センサーが謎の現象を追い払ったことを思案し、こう考えるだろう。

光子は、どちらの道へ進むのも物理的に自由でありたいだけではない。塞がれていない経路を進む小さな波ではない。もしそうなら、経路が物理的に塞がれていないだけで十分なはずだ。

いや……光子がどちらへ進んだかを、私が知ることは許されないのだ。

謎の現象は……謎めいた働きをしている間、私にあまり近くから見てほしくないのだ……。

現実に効果を及ぼすのは物理的可能性ではなく、認識上の可能性だけなのだ。光子がどちらへ進んだかを私が知れば、反対側へ進んだことはもうもっともらしくない……すると、BDの間に遮蔽物を置くのと同じくらい効果的に、謎の現象が断ち切られる。

光子が常に検出器2へたどり着くためには、それがどちらへ進んだかを観察してはならない。光子がBCのどちらへも進みえたと考えることが合理的でなければならない。どの物理的経路を開け、どれを閉じるかに関係なく、決定要因は私が何を知りうるかなのである。

号外だ! 結局、心は根本的だった! 意識的な気づきが実験結果を決める!

この種の話は今でも読める物理学の教科書で。理論物理学者の多数がもっとよく理解している今でさえ。号外だ。お願いだから、号外を止めてくれ。

後知恵なら視力は20/20である。だから後から見れば、この解釈が正しくないと示す特定の手がかりがあったと言うのは簡単だ。

たとえば、センサーをACの間に置き、しかも読み取らなくても、謎の現象はなお消え、光子はなお検出器1へたどり着くことがある。(ああ、だが読み取ることはできたし、今や可能性は実在するのだ……。)

しかし、科学機器として組み立てたセンサーである必要すらない。一個の粒子が十分遠くへ押されるだけで、干渉は消える。二度と見ることのない場所へ放射された一個の光子でも、その役目を果たせる。そこに人間の関与はあまりない。意識的な気づきもほとんどない。

人間の脳が物理的に特別だとして二元論者の火災報知器を鳴らす前に、謎の現象を追い払ううえで、岩が人間の研究者と同じ役割を果たせないという実験的証拠を示すべきではないか。

しかし、それは後知恵であり、後知恵で判定を下すのは簡単である。当時生きていたなら、ジョン・フォン・ノイマンよりうまくできたと本当に思うだろうか。この種の回顧的分析の要点は、どんな完全に一般的な手がかりに従えたか、そして現在の謎で見落としている同様の手がかりがないかを問うことである。

とはいえ、振幅と配置の理論が解明され、押された粒子ならどれでも同じ効果を持つという明確な予測を理論が与えるようになったあとでさえ、初期の科学者がなお理解しなかったのは、少し恥ずかしいことではある

だが、配置とは可能性であり、重要なのは認識上の可能性であり、振幅は非常に奇妙な種類の部分的情報であり、意識的な観察が量子的なものを消す、ということが常識として確立していた。そして実験予測が正しく出る限り、この一件を深く考えすぎないのが最善だともされていたのである。