タイムトラベルのパラドックス

Congratulations! あなたはタイムマシンを手に入れました! 恐竜を見に行くことも、ロンドンでビートルズの屋上コンサートを見ることも、イエスの山上の垂訓を聞くことも、アレクサンドリア図書館の本を守ることも、ヒトラーを殺すこともできるのです。 過去も未来も、あなたの手の中にあるのです。 あなたは中に入って赤いボタンを押すだけでいいのだ。

待って！ やらないで！

真面目な話、もしあなた方の命が大切なら、もし現実の構造を守りたいなら、丘に向かって走ってください。 物理学と論理的パラドックスで破滅する。 祖父のパラドックスから古典力学の法則まで、タイムトラベルの危険性を網羅したガイドを用意しました。 その先にある危険に注意しましょう。

タイムトラベルの危険性を網羅したガイドブックです。 H・G・ウェルズの「タイムマシン」に登場する機械。 Credit: .

The Grandfather Paradox

現実を変えたいですか？ まず、皆さんの人生に対する祖父母の貢献についてよく考えてみてください。

祖父のパラドックスとは、基本的に次のような状況を表しています。 何らかの理由で、あなたは過去に戻り、若い頃の祖父を殺すことにしました。 もちろん、あなたは祖父を愛しています。しかし、これは科学的な実験であり、あなたに選択の余地はないのです。 だから、あなたの祖母はあなたの親を産むことはない–したがって、あなたは生まれることはない、つまり、あなたは祖父を殺すことはできないのです。 やれやれ。 これはかなりの矛盾です！

パラドックスの拡張版は、私たちの仮説上のタイムトラベラーが過去に行う、実質的にあらゆる変更に触れています。 混沌とした現実では、それぞれのステップが元の現実にどのような結果をもたらすかわからないのです。 アマゾンで蝶が羽ばたくとテキサスで竜巻が発生するように、誰かを殺すような思い切った行動はともかく、あなたの側で1つの間違った行動がすべての歴史に何をもたらすか、予測する方法はありません。 このタイムトラベラーは、すでに行われたことしかできないのです。 だから心配しないで–あなたが過去にしたことはすべてすでに起こったことだから、あなたがおじいさんを殺したり、他の方法で何らかの矛盾を生じさせることは不可能なのです。 もうひとつの解決策は、タイムトラベラーの行動によって宇宙が2つに分裂したことです。1つはタイムトラベラーが生まれた宇宙、もう1つはタイムトラベラーが祖父を殺して生まれなかった宇宙です。

未来から過去への情報通過も同様のパラドックスを引き起こします。 例えば、私の利益を最優先する未来からの誰かが、道でグランドピアノが私の頭の上に落ちようとしているとか、早期発見すれば治るタイプの癌であるとか、警告を発しようとしたとしよう。 この警告のおかげで、私はその出来事を防ぐ手段を講じることができる。しかし、それなら、私の命を救う情報を未来から送り返してくる理由はない。 もうひとつの矛盾！

マーティは祖父のパラドックスで窮地に陥る（『バック・トゥ・ザ・フューチャー』1985年より）

ここで、情報が異なると仮定してみよう。 未来の金持ちの私がタイムマシンを作って、90年代後半の私に「Google」という小さな会社の株を買えば、一攫千金を狙えることを知らせます。 もし私に自由意志があれば、それを拒否することができます。 しかし、未来の私は、私がすでにそれをしたことを知っている。

The Time Loop

SF作家ロバート・A・ハインラインの「All You Zombies」では、主人公がタイムスリップして、後に性転換手術を受けた自分だと判明する若い女性を孕ませるために登場します。 このカップリングの子孫は、若い年齢で自分自身に会い、あなたが知っている人を妊娠させるために過去に彼を連れて行く、若い男性自身です。 これはタイムループの極端な一例です。過去の出来事が別の時間の出来事の原因であり、またその結果でもある状況です。 もっと簡単な例としては、タイムトラベラーが若いウィリアム・シェイクスピアにシェイクスピア全集のコピーを渡し、彼がそれをコピーできるようにすることが考えられます。 もしそうなったら、マクベスの天才的な作者は誰なのか。

この現象は、ハインラインの別の話に基づいて、「靴ひもで自分を引き上げようとする人」（この言葉は、今度は名著『ムンクハウゼン男爵の驚くべき冒険』から来ている）になぞらえて、靴ひものパラドックスとも呼ばれる。 なぜなら、ループには矛盾がなく、一連の出来事の中に存在し、それ自体が糧となっているからである。 唯一の矛盾は、原因が結果につながり、それ以上何もないという、私たちが知っている物事の順序にあり、「すべてはどのように始まったのか」という問いに意味があるのです」

Terminator 2 (1991). 変身するアンドロイド（アーノルド・シュワルツェネッガー）は、現在に自分が存在するだけで未来に自分が生産できるという時間のループを断ち切るために自滅する

Time Travelers – Where have all they gone?

1950年に物理学者エンリコ・フェルミが昼食時に有名な質問をしました。 「もし宇宙に知的な地球外生命体がいるとしたら、彼らはどこにいるのだろう？」これは、私たちが一度も宇宙人に会ったことがなく、技術社会の証拠となる電波信号など、その存在を示す証拠に出くわしたことがないことを示しています。 同じ質問をタイムトラベラーにも投げかけることができる。 「もしタイムトラベルが可能なら、タイムトラベラーはどこにいるのか」

フェルミ・パラドックスとして知られるこの問いは、重要なものである。 結局のところ、もし時間旅行が可能なら、歴史の重要な節目で未来から来た観測者たちにぶつかることはなかったのだろうか。 彼らが皆、着ている服のデザイン、アクセント、ボキャブラリーなどに間違いがなく、完璧に変装できたと考えるのは無理がある。 もうひとつの選択肢は、タイムトラベルは可能だが、ここで説明するすべての危険のために、細心の注意と厳重な管理のもとに使用されるというものだ。 イタリアの物理学者エンリコ・フェルミの絵 – Emilio Segrè Visual Archives SPL

2009年6月28日、物理学者スティーブン・ホーキングは、この疑問にきっぱりと答えるべく科学実験を実施しました。 彼は軽食と風船とシャンパンを持参し、タイムトラベラーだけの秘密のパーティーを開催したのですが、招待状を出したのは翌日になってからでした。 しかし、招待状を出したのは翌日である。誰も来なければ、それは過去へのタイムトラベルが不可能であることの証明になる、と彼は主張したのだ。 しかし、招待客は来なかった。 「6740>

複数のタイムトラベラーは、過去が本当に変更できると仮定すると、固定された一貫したタイムラインの可能性をも損ないます。 たとえば、トップクラブであるハポエル・ジェリコとマッカビ・ジェリコの間で行われた、手に汗握るダービーを想像してください。 本来はマッカビが勝つところ、ハポエルのファンがタイムスリップして、自分のチームを勝たせることに成功した。 マッカビファンもあきらめずに同じことをしました。 やがてスタジアム全体がタイムトラベラーやパラドックスで埋め尽くされる。

One way or round trip?

旅行を考えるとき、それは常に連続的である – A点からB点まで、その間のすべての点を通過すること。 時間旅行も同じはずです。旅行者は機械に乗り込み、ボタンを押し、時間Aから時間Bへ、その間のすべての時間を通って行くのです。 しかし、もし私たちが時間の中を旅しているだけなら、傍目にはタイムマシンはその時点と時点の間の同じ空間に存在し続けることになる。 その結果、私たちの旅は一方通行となり、タイムマシンが時間軸をブロックしてしまうため、タイムトラベラーは未来や過去に留まることになる。

もしそうなら、時間から時間へ、あるいは場所から場所へジャンプして、目的地で実体化する何らかの方法があると仮定するしかないでしょう。 何もない場所にジャンプして、壁や同じ場所にいた生き物にぶつからないように、機械はどのように「知る」のでしょうか。

ある時点から別の時点に移動する間、乗客はその間のすべての瞬間を通過するのでしょうか。 いい質問ですね。 写真

高度なタイムトラベル

タイムトラベルは、原因と結果の概念を整理しておこうとする人にとっての問題に加えて、物理学、それも古典物理学からの別の課題にも直面するかもしれない-あるいはすでに直面しているかもしれない-のです。

タイムトラベル中に考慮しなければならない問題の1つは、SF作家が便宜上通常無視したがる、指定した時間の目的地に到着して、そこで何が起こるかという問題です。

誰かが時間旅行をする場合、同じ場所、しかし過去または未来という異なる時間に着陸すると、正当な理由なく通常仮定されます。 地球は太陽の周りを時速11万キロで回っており、太陽系自体も銀河系の周りを時速75万キロで回っている。 もし、私たちが数秒でもタイムトラベルして同じ座標の空間にいれば、おそらく私たちは宇宙空間に浮かんでいることに気づき、死ぬ前にひととおり見て回ることができるかもしれない。 タイムマシンは、この天体の動きを考慮して、空間の正しい位置に我々を配置しなければならない。

タイムトラベルは、いずれにせよ、4次元時空連続体の2点間で行われるので、これだけでも解決されるかもしれない。 タイムトラベルの理論的基盤である一般相対性理論によれば、空間と時間は時空と呼ばれる単一の物理的実体である。 この実体は曲げたり歪めたりすることができ、実際、重力そのものが時空の歪みの外的な現れです。

時間の支配者であるドクター・フーは、「時間」とはいったい何なのかを説明しています（『ドクター・フー』シーズン3、第10章「瞬き」）。 いずれにせよ、これは単に時間のある点から別の点への移動ではなく、空間の移動も含むことになる。 したがって、最初から、旅は時間の中だけでなく、必然的に空間の中の目的地も含まれることになります。もちろん、私たちの機械にあらかじめプログラムしておく必要があります。 天体の速度はもちろん、地球の形や、地球上の大陸、海、山の構造さえも、年月とともに変化しています。 そして、過去に関する知識にわずかなズレが生じただけで、地球の核や宇宙空間など、たちまち寿命がゼロになるような場所に降り立ってしまうから、タイムトラベルはロシアンルーレットになる。

タイムトラベルして生き続けるには

この問題に対処して、なんとか生命維持のできる時空のポイントに正確に到達したと仮定してみよう。 注意：まだそこではなく、運動量に対処しなければならない。

運動量は保存量で、基本的には、物体がすでに移動している速度と方向で移動し続ける可能性を表す。 もし私たちが走行中の車から飛び降りるとしたら（天罰だ！）、運動量の保存は私たちが地面に転がり、おそらく怪我をする原因となるものです（最良のシナリオの場合ですが）。 そして、もし私たちが時間を飛躍させて、例えば1ヶ月前に戻って、地球上の全く同じ地点に降り立つとしたら、地面に対して動かないようにスタートしたとしても、今は私たちの下の地面が私たちに向かってある角度で速く動いていることに、私たちはとても落胆することになるでしょう。 したがって、たとえ運よくすぐに衝突しなかったとしても、何らかの障害物にぶつかる可能性がある。 そして、もし奇跡的に生き延びたとしても、すぐに大気圏で燃え尽きるか、宇宙空間で空気を求めてあえぐことになるでしょう – 地球からの脱出速度をはるかに超えているのですから。

時間旅行では、まだ運動量の問題に対処しなければならない／図解、

この問題の解決策として、着陸点を前もって計画し、地上速度が出口速度と同じ大きさと方向になるようにするが、これは我々の旅に多くの制約を課すことになる。

以上のように、この問題は主に、時間ホッピングが即時であると仮定したときに生じます。つまり、質量、エネルギー、運動量を失うことなく、ある時点から消え、すぐに別の時点に現れるということです。 しかし、「現実的な」時間の旅は瞬間的なものではなく、時空を旅するものであるから、他の旅と何ら変わりはない。 そうなると、惑星に着陸する前に速度を落とす宇宙船のように、着陸前に速度を望ましい値や方向に調整することができればよいのですが、

ありがたいことに、このような問題に対処するための強力な技術を利用できることも念頭に置いておく必要があります。 時間旅行技術そのものです。 たとえば、何千もの小さなプローブを先に送り、それぞれが時空のわずかに異なるポイントに向かうことにするかもしれません。 そのうちの何機か、あるいは大部分は、すでに述べたような理由で破壊されることになる。 その他のプローブは、現在に至るまで辛抱強く待機し、プログラムされた座標をタイムマシンに送り込みます。 このように、タイムマシンに入力された目的地は我々にとって安全である。ただし、旅人に降り注ぐプローブシャワーは迷惑かもしれないが。

タイムトラベルの文法

最後に、疑問が生じました。 タイムトラベルについて、実際にどのように話すのでしょうか。 過去、現在、未来の3つの時制では、過去に起こった未来の出来事について、現在にいる人と話すには不十分です。 また、私たちが祖父を殺した後にできたであろう別の未来について話すとき、文法的に正しい時制は何なのだろうか？ また、未来-過去（または過去-未来、または過去-未来-過去）はどのように表現するのでしょうか？とか、これから起こることがすでに起こったことにつながるというような、時間のループにはまり込んでしまうような場合、などなど。 そしてもちろん、ヘブライ語の編集者や翻訳者が長年直面してきた最大の問題、現在進行形というものは本当にあるのでしょうか？

それは複雑です。

Arguing about tenses and a time machine, The Big Bang Theory, Season 8, Episode 5, 2014

SF作家ダグラス・アダムスは著書『宇宙の果てのレストラン』で、読者に、これらの疑問に対する答えを見つけるために（ダン・ストリートメンター博士による）タイムトラベラースのハンドブック 1001 Tense Formations を参照するよう提案しています。 しかし、アダムス氏は、「ほとんどの読者は、Future Semi-Conditionally Modified Subinverted Plagal Past Subjunctive Intentionalのところまで来てからあきらめる。実際、この本の後の版では、印刷費を節約するために、この時点以降のページはすべて空白になっている」と教えてくれています。”

以上のような状況にもかかわらず、あなたがまだシナイ山やアポロ11号の月面着陸に戻るつもりなら、私たちはあなたの航海を祝福し、ニール・アームストロングによろしく伝えてください！

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