「数学に魅せられて科学を見失う」を読む

著者：ザビーネ・ホッセンフェルダー
訳者：吉田三知世
発行：みすず書房　2021

　スイス・ジュネーブ郊外にあるCERN（欧州原子核研究機構）に建設されたLHC（大型ハドロン衝突型加速器）により、2012年にヒッグス粒子が発見された。これにより、標準模型の最後のピースが埋まった。しかし、重力を含まないという点で万物の理論としては不十分であるし、数学的な美しさをから求められたいくつものモデルは、実験で確かめられたものはないし、そもそも実験で確かめることをあきらめたようなモデルもある。物理学の華々しい成功は20世紀の物語であり、万物の理論を求める物理学は行き詰っているのではないか。それは、数学的な美しさにあまりに拘泥するせいではないか。本当に物理学の理論を数学的な美しさを前提として考えることでよいのか。そうした疑問、疑念から何人もの超一流の物理学者を訪ね、批判的なインタビューを行い、現在の理論物理学の課題を明らかにした書である。

　素粒子物理学や宇宙論の啓発書は、こんなすごい発見が行われた、ここまで世界の成り立ちが明らかになったなどと希望的な事項が述べられることが多く、理論物理学にはこうした問題がある、間違った方向に行っているのではないか、という観点で書かれた本書はは大変印象的である。

　今でもよく覚えている2点を以下に記す。

• 研究費を得るためには、ピアレビューで良い評価を得なければならないので、理論物理学のコミュニティでの大勢の考え方に従わざるを得ないという圧力が大きい。そのため、異端の考え方は排除され、同じような考え方の研究ばかり進められることになる。その方向の研究でよいかどうか本当はわからないのに。
• 弦理論の歴史についてポジティブとネガティブな記述をしている。
  •  <ネガティブ面>
    • 弦理論で可能なコンパクト化は10の500乗あり、多宇宙論に導く。そのいずれかは標準模型を含んでいると期待されるが…
    • 大きな原子核同士の衝突は弦理論に基づく予測と一致しなかった。
    • 特殊な金属の振る舞いに使えると主張するが、適用する対象がおかしい。
  • <ポジティブ面>
    • 弦どうしが交換する力が重力にそっくり
    • 弦理論はいくつもあり得るがM理論と呼ばれるより大きな理論に包含される。
    • M理論によりブラックホールの熱力学に関する法則を再現できた。
    • コンパクト化された余剰次元の幾何学的形状が、カラビ-ヤウ多様体になっている。
    • 弦理論のおかげで、「モンスター群」とある種の関数との間の関係が証明できた。
    • ゲージ重力双対性の発見がなされ、ゲージ理論の計算を一般相対論を使って行えるようになった。
    • 私たちの宇宙は2次元空間に押し込めることができることがわかった（ホログラフィック宇宙論）

　以上の感想は間違った部分もあるかと思うので、関心の向きは是非本書を手に取っていただきたい。