弦理論は数個の物理的前提から自然に出現すると判明 (4/4)

弦理論しか許されなかった

研究者たちがやったのは、簡単に言えば、条件を設置し数式を作らせていくことだけでした。

その結果、最初はさまざまな数式がうまれました。

しかし研究者たちがルールをもとに発生した数式を絞り込んでいくと、最後に残った答えは——弦理論の数式だけでした（※開いた弦・閉じた弦に対応する2種類の数式）。

これはただ単に弦理論が顔を出した、という話でだけでなく「ルールを守るなら、答えがこの形に絞られる」ということを示します。

かつては実験データを頼りに手探りで見つけた数式が、今度は簡単な4つのルールだけから、必然として立ち現れたわけです。

この結果を研究者たちは「ほぼ無からの弦（Strings from almost nothing）」という論文タイトルにして発表しました。

もっとも、「今回の研究＝弦理論の完全証明」とまではいきません。

今回は理論研究であり、実験的な手段での証明とは毛色が異なるからです。

「これらの前提を認めるなら、答えは弦しかない」という点は確かですが、前提は崩れることもあります。

4つの前提のうちの2つ、確率を全部足せば100%になる（ユニタリ性）や物理法則は誰にとっても同じ（ローレンツ不変性）は物理法則の岩盤とも言える部分で、まず揺らぐ心配はありません。

しかし「ものすごく高いエネルギーでぶつけるほど、粒子どうしはかえってぶつかりにくくなり、すり抜けていく（超軟性）」や「よけいな飾りのない”いちばんシンプルな形”を選ぶ（最小ゼロ点）」は、最初の2つほど確立しているとは、まだ言い切れないのです。

それでも、「ごく少数の素朴な前提から、壮大な理論がまるごと導かれる」というのは、物理学の王道です。

実際、アインシュタインは、「物理法則は誰にとっても同じ」「光の速さは一定」というたった2つの素朴な設定から特殊相対性理論を築き、その帰結として「質量とエネルギーは同じ（E=mc²）」という関係を導き出した実績があります。

さらに今回の研究は弦理論そのものの進歩にもつながります。

一つは、「弦理論を弦理論たらしめている正体」が、はっきり見えたこと。

どの前提を認めた瞬間に、答えが弦に絞られるのかこれまで漠然としていた”弦らしさ”の急所が、くっきりと浮かび上がりました。

もう一つは、もし弦理論が間違っていたとしたら、いったいどの前提を外せば、別の理論にたどり着けるのか——その手がかりまで得られました。

弦理論家、カリフォルニア工科大学の大栗博司氏も、「もし弦理論が正しくないとして、別のモデルを探すなら、どの基本的な仮定を外せばいいのか——その問いが立てられるようになった」と、研究の意義を語っています。

実際、置いた条件をひとつ緩めてみると、弦とは少しちがう”いとこ”のような理論が顔を出すことも分かっています。

つまり今回の研究は、「弦理論が唯一の答えになる道筋」を示すと同時に、「弦理論を抜け出して、新しい理論を探すための道筋」でもあるのです。

人類は、銀河ほどの大きさの装置を、おそらく永遠に手にできません。

それでも私たちは、紙とえんぴつと、ほんの少しのルールだけを頼りに、「この宇宙は、本当はどんな姿であり得たのか」という問いに手を伸ばすことができたのです。