ごく簡単な時間の歴史 クリス・ランガン
Chris Langan - Time Out of Mind

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CTMU / クリス・ランガン

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ナメクジに遭遇し、時間について考えさせられた。

この表向きは無生物で非人格的な宇宙で、庭は奇跡のような存在である。庭の植物から十分なエネルギーを得て、自力であちこちに移動することができる動物、ナメクジはなおさらだ。その気になれば、マルチの上を滑るように動く斑点ナメクジの姿は、生物学の奇跡をまざまざと見せつけ、その脈打つ生命力は催眠術のようである。しかし、ふと我に返ると、これはたかがナメクジであり、生物学というのはもっと高いところにあるのだということに気づく。生命の奇跡は、自分自身の種である人間に結実したのだ。しかし、人間の神経系は、適応力と創造力に富む人間の脳を核とし、周囲の環境を抽象的にモデル化し、意識的かつ創造的に自己を投影することができる。

ナメクジは学習することができる。脳となる小さな神経ネットワークは、環境からの感覚入力によって変化し、それに応じてナメクジの行動を変化させることができる。つまり、ナメクジはその入力を「記憶」しているのである。しかし、その単純な脳は、庭との関係の変化について内部モデルを形成できないため、ナメクジはその記憶を「変化」として認識できず、ある瞬間の神経系の状態が、これまで知っていたことのすべてとして通過してしまう。ナメクジが自己を認識する神経機能は、認知的なものとは対照的に本能的で知覚的なものであるため、つまりナメクジは環境刺激に対する非反省的な本能的処理によって厳密に「自分を定義」するため、依存する神経機能の時間は「今ここ」に限定される。ナメクジは、拡張された時間的関係を定義するための過去の自己や未来の自己を認識しない。

このナメクジの原始的な例からわかるように、私たちの時間意識は、現実のメンタルモデルがどの程度変化を反映するかに依存している。ある物体の変化を見るためには、その物体の以前の状態を思い出して現在の状態と比較する必要があり、そのためには、その物体に対する以前の知覚を思い出す必要がある。知覚は自己と環境の相互作用であるから、これはかつての自己と現在の自己を結びつけることになる。過去と現在の自己が時間的な間隔を越えて結合できるということは、瞬間的な自己が結合できるほど十分に似ていることを意味し、任意の瞬間に交差して内容を比較できることは、その交差が不変であることを意味している。つまり、自己がすべての瞬間的な自己の交差点として一般化されると、時間不変性という性質を獲得する。それは知覚の岩であり、時間的なつながりの網が投げ出され、それが固定されたままの不変の観察柱である。実際、時間は網を織る布であり、環境との関係はすべての時間的関係の普遍的なテンプレートとして機能する。

学習によって、時間に関するメンタルモデルは時間と共に進化する。脳の神経接続が修正され、既存の接続の強さが、自己と環境の両方に関する新しい情報を考慮して調整されるにつれて、つまり学習するにつれて、時間の関数として時間のモデルが変化するのだ。言い換えれば、モデルはモデル化されたものによって変化する。もし脳が十分に賢いならば、変化している自分自身をモデル化し、自分自身の学習過程をより高いレベルの時間として描写することができるだろう。しかし、自己がその教育史を吸収し、反射的理解を深めても、その核心は静止したままである。そうでなければ、時間的なまとまりを失い、ばらばらになってしまうからだ。自己が静的である以上、時間もまた、それが記述する時間的流れが変化しない静的な記述を持つべきである(時間を川の中の水の流れとすれば、時間の静的な記述は、川の流れを決定する岩の堤防に類するものであろう)。

このような記述は抽象化されることによって生じる。このような抽象化される最初のものは、空間と時間である。この両者を含む最も一般的な抽象体系が言語である。言語というと英語のような自然言語を指すことが多いが、実はもっと一般的である。数学的には、形式言語は、文字列として結合される要素(記号、ミームなど)の集合、それらの空間的配置を規定する構造規則、時間的変形を規定する文法規則の3つの要素から構成される。後者の2つの要素が合わさって、言語の構文が形成される。つまり、神経系、認知・知覚系、物理系は言語であり、それらを支配する法則はそのシンタックスとして記述することができる。主観的なレベルでは、時間そのものを、認知と知覚の共同言語の文法として抽象的に特徴づけることができる。この文法の規則が、主観的な時間の一般的な構成要素である。

時間とは、物体の空間的配置の変換によって定義されるため、空間と概念的に結びついたものである。従って、時空という言語的複合体の一部である。時空間関係には多くのレベルがあり、レベル1が空間と時間のオブジェクトの単純な関係で構成されているとすれば、レベル2はその関係の関係で構成され、といった具合になる。論理学も同じように階層化されているので、時間は述語論理に対応する形で階層化されていると言える。時間に関する意味のある記述は論理的に定式化されるから、いずれにせよそうでなければならない。時空間的な階層化によって、時間は、例えば、個人の意識、対人関係、社会進化、進化生物学など、一連の文脈に対応する様々なスケールで見ることができるようになる。人、制度、文化、種の歴史は中国の箱のように入れ子になっており、各歴史の抽象的原理は述語論理の順序に対応する時間文法のレベルを占めている。

自己認識と時間的認識の関係から、時間的階層化は自己の階層化を誘発する。瞬間的な自己の静的な交差としてすでに説明したものが、層化された関係…長期的な自己統合をもたらす時間的優位性のテラスになる。自己が階層化されると、高次の経験から抽出された原理は、その一般性から客観化される傾向にあり、その結果として科学や哲学が生まれる。このように、自己と環境という現実の主観的側面と客観的側面は、対称的な形で融合していく傾向がある。一方では、環境は経験によって自己に吸収され、自然法則が抽象化される。他方では、自己は環境に投影され、自己の内部法則とのアナロジーによって自然法則を「選択」している。いずれにせよ、刹那的な自己が環境の中で交差するように、核となる自己が環境と交差する傾向がある。これにより、現実の主観的な段階と客観的な段階、そして時間がより密接に対応し、分析的な立場から両者の区別が曖昧になる。

時間が抽象化されると、それを測定し、図式化し、数値的に分析する方法が模索される。そのためには、任意のプロセスを微分してグラフ化し、計測することができる普遍的な空間と時間の描写が必要である。このような描像は、17世紀前半にフランスのルネ・デカルトによって導入された。これは分析幾何学と呼ばれ、時間と空間の次元を、互いに垂直な直線軸として描いたものである。解析幾何学では、数値で表される空間軸と時間軸を任意の性質や属性に関連付けることで、点に数値を割り当てる座標系が定義され、単純な過程は代数関数のグラフとして表示される。その数十年後、ニュートンとライプニッツは、このような過程の速度を数値化する新しい数学、無限小法則を独自に発見した。これらの技術革新は、現代の科学と工学の基礎を築いたが、今日でも多くの実用的な場面で十分通用する。一般的な解析幾何学は、技術的には相対性理論に取って代わられたが、相対性理論は解析幾何学を基礎としており、ほとんどの状況において相対性理論に非常に近いものを与えてくれる。

残念ながら、解析幾何学の便利さは、心身二元論と引き換えにもたらされたものである。デカルトは、自己(「心」)は非物理的な物質であり、物理的な推論から平気で外れることができると考えた。ある目的には、これは真実だった。しかし、次から次へと出てくるように、心と現実の関係はそんなに単純ではない。物理学の時間的文法が認知の神経法則を決定するのに対して、認知文法は物理的文法が取るべき形式を決定するように物理的現実に自己投影する。物理的文法の形式が物理的文法の内容を制限するので、認知が自然法則を決定する潜在的な要因になるのだ。原理的には、認知文法と物理文法は対称的に影響し合う可能性がある。

認知文法と物理文法の対称的な影響力は、時間の方向性の対称性を意味する。時間は通常、一方通行と見られるが、そうである必要はない。「一方通行」と表示されているだけで、不正な方向に容易に移動することができなくなるわけでもない。実際、現代物理学の主要な柱である量子物理学や相対性理論では、双方向の時間が登場する。従って、物理法則が「時間的に認知に先行する」から認知が物理法則に影響を与えることができないというのは、物理的に正当化できない。もし、この状況を逆から見れば、認知が物理法則に「時間的に先行」している。..と簡単に言うことができ、その立場を正当化するために、素粒子物理学の奇妙な双方向性の法則を指摘することができる。これらの法則は物理法則と同様に知覚の法則と呼ぶことができるような性質のものである。

時間について最後に述べる前に、もう一つ考慮しなければならない物理的文法の側面がある。物理的な推論では、時として、通常の時間と宇宙時間の2種類の時間を区別する必要がある。通常の速度で行われる観測に関しては、通常の時間はニュートンの解析幾何学で記述されるように振る舞い、それ以上の速度や強い重力場の存在下では、アインシュタインの特殊相対性理論と一般相対性理論に従って振る舞う。しかし、アインシュタインが一般理論を発表して間もなく、宇宙(時空)が膨張していることが発見された。宇宙の膨張は、宇宙が無次元の点から始まったことを示唆しているように思われるので、宇宙は創造されたに違いなく、その創造現象はより高度な時間、すなわち宇宙時間で起こったに違いない。通常の時間は、時空という多様体の中で起こる変化に対応できるが、多様体そのものが変化するような時間については、そうでないことは明らかである。

さて、宇宙時間の問題点である。これまで見てきたように、認知的自己は、より高いレベルの変化(または時間)を組み込んだモデルを定式化する性質がある。明らかに、変化の最高レベルは、現実の作成を特徴付けることだ。創造の瞬間の前に、宇宙はそこになかったが、その後、宇宙はそこにあった。これは非常に大きな変化である。しかし、残念ながら、これは大きなパラドックスでもある。もし、現実の創造が現実の出来事であり、それが宇宙時間の中で起こったのであれば、宇宙時間そのものが現実であることになる。しかし、宇宙時間は現実の一側面であり、現実と一緒になって創られたに過ぎない。このことは、宇宙時間が、そして現実が、自分自身で創られたに違いないことを意味する。

このように宇宙が自己を創造したという考え方は、双方向の時間、ひいては認識が現実の創造に一役買っているという考え方に全く新しい意味をもたらす。このように、宇宙が自己を創造するメカニズムを追求すると、現在から過去への時間的フィードバックの手段として、認知が唯一もっともらしい解釈を可能にするプロセスであることが明らかになる。そして、このような「認知」がそのような役割を果たすとすれば、文字通りの意味で、その最も普遍的な時間的現実のモデルは、モデル化される現実と同一になるであろう。そして、このようなモデルには、「時間」が「認知」になり、「空間」が「認知」の分散処理によって発展する「幾何学的関係」の体系になる。

ここで驚かされるのは、そのようなモデルが存在することである。それは、「宇宙認知理論モデル」(Cognition-Theoretic Model of the Universe)、略してCTMUと呼ばれている。CTMUは、ジョン・アーチボルド・ウィーラーの「参加型宇宙」と、ホーキング博士の驚異的な著書『A Brief History of Time』で提案されたスティーブン・ホーキングとジェームズ・ハートルの「想像上の時間」理論を掛け合わせたもので、物理科学で知られる最も困難なパラドックスの多くを解決し、宇宙の加速度膨張を示す最近のデータも説明することができる。さらに、これまで宗教や神秘主義によってのみアプローチされてきた意味を、人間の意識に与えることができるのだ。もし、時の試練を乗り越えることができれば、そして、乗り越えられると考える多くの正当な理由があれば、それは、人類が最も(あるいは最も)時間を超えた謎の真の理解に向けて踏み出した最大の一歩となることだろう。

こうして輪が閉じられる。時間は宇宙論的なループとなり、宇宙は自分自身を創造する。私たちの時間概念の起源である「自己」は、時間そのものの起源となる。私たちの時間の認識モデルは、時間としての認識のモデルになる。そして、認識と物理の言語は、時間が統一された文法である1つの自己構成、自己処理言語となる。「時間を意識させない」というのはどういうことだろう?

そして、このすべては、小さな庭のナメクジのせいなのだ。

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