宇宙のスケールについて思いを巡らせると、まるで崖っぷちを覗き込むような感覚に襲われる。仕事や通勤、その他日常の営みといった安楽な生活に逃げ出したくなるほど、途方もない恐怖に襲われることもある。しかし、理論物理学者であり科学コミュニケーターでもあるマット・ストラスラーは、『ありえない海の波：宇宙の海から日常生活が生まれる過程』の中で、宇宙を前にひるむことなく立ち向かう。
今週出版されたストラスラー氏の著書は、彼が長年ブログ「Of Particular Significance」で探求してきたアイデアをさらに発展させたものです。読者は、宇宙を支配する基本法則が私たちの日々の経験をどのように形作っているのか、そして最も異質な現象でさえ、見た目ほど私たちの日常生活とは無縁ではないことを垣間見ることができます。
ストラスラー氏は最近、ギズモードのインタビューでこの本の起源と目的について語りました。以下は、読みやすさを考慮して軽く編集した会話です。
アイザック・シュルツ（Gizmodo）：地球上で起こっている物理現象、つまり私が「下を見る」と呼んでいるものと、天文観測における物理現象、いわば「上を見る」という現象との間には、興味深い二分法があります。あなたも同じようなことを考えたことがありますか？また、その関係性をどのように見ていますか？
マット・ストラスラー：本書でまず試みたことの一つは、この二分法を打破することです。なぜなら、私たちは宇宙を、自分たちが住む広大な場所として捉える傾向があるからです。一方で、私たちの内側や周囲の物質の中には、小さな物質が渦巻いていて、私たちはそれらをあまり結びつけていません。しかしもちろん、それらは深くつながっています。そしてご存知のように、宇宙――私たちはかつて宇宙空間と呼んでいました――は、大部分が真空、つまり空虚だと考えています。しかし、私たちの内側にあるものも大部分が空虚です。同じ空虚です。ですから、外側と内側の間に区別はありません。同じものが、多くの点で同じことをしているのです。私たちは、その大きな宇宙から切り離されているわけではありません。ある意味では、私たちは宇宙から作られているのです。ですから、私が伝えたかったのは、この宇宙に生きるとはどういうことなのかという人々の考え方を変えるメッセージです。私たちはただ宇宙に生きているのではなく、非常に意味のある意味で宇宙から成長しているのです。精神的な意味だけでなく、非常に明確な物理的な意味においても。
Gizmodo：ええ。ちょっとストレスを感じた時は、自分はただ死にゆく粒子に過ぎないんだと自分に言い聞かせます。
ストラスラー：私たちはそれ以上の存在です。しかし、私たちが粒子だと言っても、何かが欠けています。英語で粒子と言うとき、私たちは塵の粒子のように、他のすべてとつながっていない小さな局所的な物体を意味します。しかし、私たちが粒子と呼んでいるものが実際には宇宙の場における小さなさざ波、小さな波であることを理解すると、宇宙の場はどこにでも広がっています。宇宙全体に広がっています。これは、私たちが何からできているかを理解する全く異なる方法です。私たちは宇宙の中を動き回る小さな局所的な物体からできているのではなく、宇宙のさざ波からできているのです。これは全く異なる見方です。
Gizmodo：この本の核心は、現代の物理学の理解と人間の生活、そして私たちが経験する人間の存在との関係性です。本書を執筆する際に、特定の読者を念頭に置いていましたか？この本を偶然見つけて手に取ってほしいのはどんな人ですか？
シュトラスラー：確かに、既に素粒子物理学の本をたくさん読んでいる読者もいらっしゃいます。彼らにとって、私が提供しているものが、既に知っていること、特にヒッグス場が一体何なのかを理解するための方法となることを願っています。そうした読者にとって、それはこれまで見たことのないものです。しかし、私の友人や家族の中には、素粒子物理学の本を読むのが難しかったり、自分の生活とは関係がないように思えたりするため、読んでいない人がたくさんいることも念頭に置いていました。本書の目標は、私たちの日常生活にとって重要でない部分を可能な限り排除し、重要な部分に焦点を当てることでした。そして、素粒子物理学のすべてを解説するわけではありませんが、読者がゼロから始めるために必要なすべての知識を網羅し、宇宙の仕組みと私たちがその中でどのように位置づけられているかを理解してもらえるような物語を紡ぐことを目指しています。
好奇心旺盛で、ただ「物理学は難しい」という理由だけで難しいわけではないテーマを理解するのに必要な時間をかける覚悟のある読者にとって、本書が何らかの道筋を提供できたことを願っています。宇宙が難しいのは、宇宙が難しいからです。私にとって難しいのは、宇宙をこれ以上簡単にすることはできないのです。
Gizmodo：これが見出しになるね。「物理学者が告白『私も大変です』」
ストラスラー：わかりました。それで満足です。
Gizmodo: この本は、あなたが長年続けてきた仕事からどのように生まれたのですか?
ストラスラー：私は20年ほどフルタイムの研究者として研究をしていました。ずっと広報活動に興味を持っていましたが、フルタイムの研究者としてそれほど長い時間を過ごしたことはありませんでした。キャリアの中で、次に何をしたいのかはっきりしなかった時期がありました。そこでブログを始めました。ヒッグス粒子と呼ばれる粒子が発見される直前のことでした。
ヒッグス粒子の話は、実際にはヒッグス場と呼ばれる場の話です。ヒッグス粒子そのものよりも、ヒッグス場の方が私たちにとってはるかに重要です。ヒッグス場は私たちの生活に様々な形で影響を与えています。しかし、よく聞かれる質問ですが、ヒッグス場とは何か、そしてそれがどのように作用するのかを理解するには、アインシュタインの相対性理論と量子物理学の両方についてある程度の理解が必要です。これらの知識なしに本書を書くことは不可能でした。ヒッグス場の説明が当初の動機でしたが、実際には、この本は過去125年間の物理学研究に基づいて、今日私たちが知っていることについて書かれたものであることに気づきました。全体像はどのようなものか？すべてはどのように関連しているのか？そして、そのことを理解すれば、つまり粒子が実際には何であり、相対性理論と量子物理学からどのように生じるのかを理解すれば、ヒッグス場とは何かを説明するのはそれほど難しくありません。しかし、その点に到達するには、本書の3分の2を費やす必要があります。
Gizmodo：誰かに相対性理論と量子物理学の話から始めると言うのは、会話を終わらせる素晴らしい方法です。
ストラスラー：そういうリスクはあるでしょう？でも、だからこそ私は、明らかに彼ら自身に関することではないテーマ、つまり日常生活に関する疑問から書き始めたのです。そして実際、これらのテーマは、遠く離れた、とても難解に思えるかもしれませんが、そうではありません。それらは人間の日常的な経験に深く根ざしているのです。この本で私が本当に伝えたかったのは、まさにそれです。アインシュタインに端を発し、メディアや科学者によってしばしば「なるほど」と思わせる、奇妙に聞こえるこれらのテーマは、実際そうなのです。しかし、それらはそれ以上のものです。それらは私たちの日常の経験の基盤なのです。ですから、これらのことが私たちにとって、そして私たち全員にとってどれほど重要であるかという感覚を、読者に伝えたかったのです。
Gizmodo：科学者も科学コミュニケーターも、例えば400語の記事で全てのニュアンスを伝えるのは不可能だ、という問題に苦労していると思います。それは到底無理です。最も正しいことを書くよりも、最も間違いの少ないことを書くことの方が重要です。あなたは複雑な科学に取り組んだ本を執筆されましたが、平均的な読者に実際に理解してもらえるかどうか、どのように確認しましたか？
ストラスラー：ブログを10年間続けてきたことが、この目標をうまく達成できたことには、ある程度の謙虚さも感じています。それは、これらのテーマが難しいことを知っているからです。数学の知識がないと理解できないという意味で難しいわけではありませんが、科学者にとって理解するのが難しく、奇妙であるという意味で難しいのです。私が本で用いた手法は、あるページでは一部の人にしか通用せず、別のページでは別の人にしか通用しないことは分かっています。そこで、私のウェブサイトで行っていることの一つは、追加情報を提供することを目的とした新しいページを作成することです。例えば、図表の一部をアニメーション化して、より分かりやすくするなどです。目標は科学を真に説明することであり、その部分はまだ完成していません。
Gizmodo：ヒッグス粒子の発見から10年以上が経ちました。ヒッグス粒子が発見された後の世界について考え、次の大きな疑問に取り組もうとしながら、この本はどのように執筆に取り組んだのですか？
ストラスラー：ある意味、ヒッグス粒子の発見と、その後10年間にわたる直接的な発見のなさ――2015年に発見された重力波は別として――は、私たちの宇宙理解を非常に興味深い状況へと導きました。完結しているものの、様々な未解決の点を抱えた短編小説が、私たちが理解できない大きな物語の一部となっているようなものです。ですから、今こそ、私たちが知っていることと知らないことを整理し、それを2つの部分に分ける絶好の機会と言えるでしょう。
ヒッグス粒子の発見から10年、そして重力波の発見によって、物事はほぼ私たちの予想通りの展開を見せました。物事に対する私たちの考え方を根底から覆すような大きな驚きはありませんでした。だからこそ、今こそ、アインシュタインの相対性理論から、そして量子物理学と素粒子物理学におけるその実現から学んだことを振り返り、それらがどのように組み合わさっているのか、そしてそれらをパッケージとして真に説明しようとする良い機会なのです。
決まり文句を使うなら、これはむしろ始まりの終わりと言えるでしょう。過去125年間で、私たちは実に素晴らしい成果を上げてきました。しかし同時に、宇宙の真の仕組みについての理解は、ある意味ではまだ始まったばかりであることは明らかです。
Gizmodo：最後に残った疑問は、次のブレイクスルーはどこから生まれるのかということです。現在、素粒子物理学や重力波観測所の計画など、様々な素晴らしい実験が行われていますが、その中で特にお気に入りのものはありますか？物理学の分野で最も期待していることは何ですか？
ストラスラー：ヒッグス粒子の発見に至るまで、常に道はありました。しかし、宇宙の仕組みに関する最も深遠な疑問に何らかの形で繋がる、私たちが知る必要がある何かが常に存在していたことは明らかです。そして、150年ぶりに、もはやそれは真実ではなくなりました。
今のところ、明確な道筋はありません。多くの可能性はありますが、どれが最善なのかは分かりません。そして、これが現在、素粒子物理学においてこれほど多くの論争が繰り広げられている理由の一つです。確かに、何か新しい発見につながる可能性の高いものがいくつかあるからです。しかし、30年前や60年前のように、次の一連の実験によって、私たちが抱えている疑問の1つ、あるいは複数が確実に解明されるという確信は、今はもう持てません。
ですから、もし私がどの方向を目指すべきかと聞かれたら、私はあと10年稼働予定の大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で何か発見してほしいと思っています。そうすれば、次に何をすべきかがずっと簡単に分かるからです。この装置はあと10年稼働し、10倍のデータを生成します。ですから、私たちにはその機会があるのです。しかし、その質問に答える前に、自然界からヒントを得たいと思っています。
Gizmodo：LHCは順調に稼働しているとおっしゃっていましたが、高輝度LHCも間もなく完成するとお考えですか？そのようなLHCへの投資で成果が得られるとお考えですか？
ストラスラー：私は、自然が私たちに何をもたらすかについて楽観的だとか悲観的だとか言うような人間ではありません。つまり、自然について推測できるほどの洞察力を持っているとは思っていません。しかし、言えることは、私たちが持っているデータを使っても、まだやるべきことが山ほどあるということです。既存のLHCデータの中にも、何か発見できる可能性は確かにありますし、その10倍のデータがあれば得られる可能性も大いにあります。ですから、人々は「まあ、LHCは調べた。そこに何もない。これで終わりだ」と早合点しすぎることがあるように思います。しかし、違います。LHCは膨大な量のデータを生み出し、あらゆる分析は、そのデータを特定の方法で切り分けなければなりません。
楽観的とも悲観的とも言いませんが、LHCにはまだ膨大な課題が残っており、現時点で決して諦めるべきではないことは認識しています。ある程度確実に言えるのは、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で何が発見されるかについての最も有力なアイデアは、現時点ではほとんどが実現不可能、あるいは実現可能性が低いということです。しかし、歴史上、理論物理学者が誰も想像していなかったことが、真に興味深い結果につながった例は数多くあります。LHCのデータの分析方法については、本当に想像力豊かになる必要があるのかもしれません。
