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Harry Cliff: Have we reached the end of physics?
ハリー・クリフ: 物理学は終焉に達したのか？
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なぜ物は存在しているのでしょう？ 宇宙に面白いものがこうもたくさんあるのはどうしてなのでしょう？ CERNの大型ハドロン衝突型加速器を使って研究する素粒子物理学者であるハリー・クリフのメッセージは、そのような疑問への答えを求める人たちにとって悪い知らせかもしれません。地上最大の装置と科学者達の最善の努力にもかかわらず、自然の持つ奇妙な性質を説明しきることは出来ないかもしれないのです。これは物理学の終焉を意味するのでしょうか？ 宇宙が秘める構造の研究状況を伝えるこの刺激的な講演に耳を傾けましょう。
Harry Cliff - Particle physicist
Harry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature. Full bio
Harry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature. Full bio
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00:12
A hundred years ago this month,
a 36-year-old Albert Einstein
a 36-year-old Albert Einstein
0
480
3696
100年前の今月
36歳のアルベルト・アインシュタインは
36歳のアルベルト・アインシュタインは
00:16
stood up in front of the Prussian
Academy of Sciences in Berlin
Academy of Sciences in Berlin
1
4200
3256
ベルリンにある
プロイセン科学アカデミーで
プロイセン科学アカデミーで
00:19
to present a radical new theory
of space, time and gravity:
of space, time and gravity:
2
7480
4456
空間と時間と重力に関する
画期的な理論を発表しました
画期的な理論を発表しました
00:23
the general theory of relativity.
3
11960
3016
一般相対性理論です
00:27
General relativity is unquestionably
Einstein's masterpiece,
Einstein's masterpiece,
4
15000
3056
一般相対性理論は疑いなく
アインシュタインの最高傑作で
アインシュタインの最高傑作で
00:30
a theory which reveals the workings
of the universe at the grandest scales,
of the universe at the grandest scales,
5
18080
3976
大きなスケールでの
宇宙の仕組みを明らかにし
宇宙の仕組みを明らかにし
00:34
capturing in one beautiful line of algebra
6
22080
2376
１行の美しい方程式によって
00:36
everything from why apples fall from trees
to the beginning of time and space.
to the beginning of time and space.
7
24480
4520
リンゴが木から落ちる理由から
時空間の始まりまで説明します
時空間の始まりまで説明します
1915年は物理学者にとって
エキサイティングな年だったに違いありません
エキサイティングな年だったに違いありません
00:41
1915 must have been an exciting year
to be a physicist.
to be a physicist.
8
29720
3096
00:44
Two new ideas were turning
the subject on its head.
the subject on its head.
9
32840
3496
２つの新しいアイデアが
世界の見方を一新しました
世界の見方を一新しました
00:48
One was Einstein's theory of relativity,
10
36360
2336
１つは アインシュタインの
相対性理論で
相対性理論で
00:50
the other was arguably
even more revolutionary:
even more revolutionary:
11
38720
3176
もう１つは
さらに革命的とも言える
さらに革命的とも言える
00:53
quantum mechanics,
12
41920
1456
量子力学です
00:55
a mind-meltingly strange
yet stunningly successful new way
yet stunningly successful new way
13
43400
3536
頭がおかしくなりそうなくらい
奇妙でありながら
奇妙でありながら
00:58
of understanding the microworld,
the world of atoms and particles.
the world of atoms and particles.
14
46960
4280
原子や素粒子のなすミクロの世界が
驚くほどうまく説明できます
驚くほどうまく説明できます
01:03
Over the last century,
these two ideas have utterly transformed
these two ideas have utterly transformed
15
51920
3656
この１世紀の間に
この２つのアイデアは
この２つのアイデアは
宇宙に関する私たちの理解を
すっかり変えました
すっかり変えました
01:07
our understanding of the universe.
16
55600
1736
01:09
It's thanks to relativity
and quantum mechanics
and quantum mechanics
17
57360
2336
宇宙が何でできていて
どのように始まり
どのように始まり
01:11
that we've learned
what the universe is made from,
what the universe is made from,
18
59720
2336
どう進化しているのか
私たちが知っているのも
私たちが知っているのも
01:14
how it began
and how it continues to evolve.
and how it continues to evolve.
19
62080
2519
相対性理論と
量子力学のお陰です
量子力学のお陰です
01:17
A hundred years on, we now find ourselves
at another turning point in physics,
at another turning point in physics,
20
65360
4296
100年経った今 私たちは物理学における
別の転換点に差し掛かっていますが
別の転換点に差し掛かっていますが
01:21
but what's at stake now
is rather different.
is rather different.
21
69680
2480
様相が異なっています
01:24
The next few years may tell us
whether we'll be able
whether we'll be able
22
72840
2456
この先数年で結果が
出るかもしれません
出るかもしれません
01:27
to continue to increase
our understanding of nature,
our understanding of nature,
23
75320
2856
果たして私たちは自然についての理解を
広げ続けていくことができるのか
広げ続けていくことができるのか
01:30
or whether maybe for the first time
in the history of science,
in the history of science,
24
78200
3416
それとも科学の歴史で初めて
01:33
we could be facing questions
that we cannot answer,
that we cannot answer,
25
81640
3936
答えることの出来ない問に
直面することになるのか
直面することになるのか
01:37
not because we don't have
the brains or technology,
the brains or technology,
26
85600
2576
知恵や技術が
足りないからではなく
足りないからではなく
01:40
but because the laws of physics
themselves forbid it.
themselves forbid it.
27
88200
3240
物理法則がそれを
認めないためにです
認めないためにです
01:44
This is the essential problem:
the universe is far, far too interesting.
the universe is far, far too interesting.
28
92560
4576
問題の要点は
宇宙が面白すぎるということです
宇宙が面白すぎるということです
01:49
Relativity and quantum mechanics
appear to suggest
appear to suggest
29
97160
2656
相対性理論と
量子力学によれば
量子力学によれば
宇宙はもっと退屈な場所で
あるはずなんです
あるはずなんです
01:51
that the universe
should be a boring place.
should be a boring place.
30
99840
2296
01:54
It should be dark, lethal and lifeless.
31
102160
2896
暗く 命を寄せ付けない
死んだ世界です
死んだ世界です
01:57
But when we look around us, we see we live
in a universe full of interesting stuff,
in a universe full of interesting stuff,
32
105080
3936
しかし周りを見渡してみると
私たちが生きている宇宙は面白いものに溢れています
私たちが生きている宇宙は面白いものに溢れています
02:01
full of stars, planets, trees, squirrels.
33
109040
3056
満天の星々 惑星 木々 リス
02:04
The question is, ultimately,
34
112120
1496
疑問は なぜこんな面白いものが
02:05
why does all this interesting stuff exist?
35
113640
3296
存在しているのか
ということです
ということです
02:08
Why is there something
rather than nothing?
rather than nothing?
36
116960
3080
なぜ無ではなく
物の存在があるのか？
物の存在があるのか？
02:13
This contradiction is the most pressing
problem in fundamental physics,
problem in fundamental physics,
37
121080
3496
この矛盾は 基礎物理学において
最も差し迫った問題で
最も差し迫った問題で
02:16
and in the next few years, we may find out
whether we'll ever be able to solve it.
whether we'll ever be able to solve it.
38
124600
4720
私たちに この問題を解くことができるのか
今後数年で 答えが出るかもしれません
今後数年で 答えが出るかもしれません
02:23
At the heart of this problem
are two numbers,
are two numbers,
39
131080
3096
この問題の中心には
２つの数値があります
２つの数値があります
02:26
two extremely dangerous numbers.
40
134200
2496
とても危険な数値です
02:28
These are properties of the universe
that we can measure,
that we can measure,
41
136720
2696
それは宇宙の性質を示す
測定可能な値で
測定可能な値で
02:31
and they're extremely dangerous
42
139440
1536
危険だというのは
02:33
because if they were different,
even by a tiny bit,
even by a tiny bit,
43
141000
2416
それがほんのわずかでも
違っていたなら
違っていたなら
02:35
then the universe as we know it
would not exist.
would not exist.
44
143440
2720
我々の知る宇宙は
存在しないからです
存在しないからです
02:38
The first of these numbers is associated
with the discovery that was made
with the discovery that was made
45
146720
3456
２つの数値の１つは
この会場からすぐ近くにある
この会場からすぐ近くにある
CERNで発見されたことに
関係しています
関係しています
02:42
a few kilometers from this hall,
at CERN, home of this machine,
at CERN, home of this machine,
46
150200
2976
CERNには この 人類が作り上げた
最大の科学装置があります
最大の科学装置があります
02:45
the largest scientific device
ever built by the human race,
ever built by the human race,
47
153200
3056
大型ハドロン衝突型加速器(LHC)です
02:48
the Large Hadron Collider.
48
156280
1856
02:50
The LHC whizzes subatomic particles
around a 27-kilometer ring,
around a 27-kilometer ring,
49
158160
3976
この装置は
全周約27キロの輪の中で
全周約27キロの輪の中で
02:54
getting them closer and closer
to the speed of light
to the speed of light
50
162160
2456
素粒子を
光速に近いスピードまで加速し
光速に近いスピードまで加速し
02:56
before smashing them into each other
inside gigantic particle detectors.
inside gigantic particle detectors.
51
164640
4656
巨大な粒子検知器の中で
ぶつかり合わせます
ぶつかり合わせます
03:01
On July 4, 2012, physicists
at CERN announced to the world
at CERN announced to the world
52
169320
4496
2012年7月4日
CERNの物理学者が
CERNの物理学者が
LHCによる猛烈な衝突により
新たな基本粒子が生成されたと発表しました
新たな基本粒子が生成されたと発表しました
03:05
that they'd spotted
a new fundamental particle
a new fundamental particle
53
173840
2536
03:08
being created at the violent collisions
at the LHC: the Higgs boson.
at the LHC: the Higgs boson.
54
176400
4360
ヒッグス粒子です
03:13
Now, if you followed the news at the time,
55
181440
2056
当時ニュースを
チェックしていた人は
チェックしていた人は
03:15
you'll have seen a lot of physicists
getting very excited indeed,
getting very excited indeed,
56
183520
3056
多くの物理学者がとても興奮していたのを
見たことでしょう
見たことでしょう
03:18
and you'd be forgiven for thinking
57
186600
1656
新しい粒子が見つかるたびに
物理学者は
物理学者は
03:20
we get that way every time
we discover a new particle.
we discover a new particle.
58
188280
2536
あんなバカ騒ぎをするのかと
思ったかもしれません
思ったかもしれません
03:22
Well, that is kind of true,
59
190840
1336
そういう面もありますが
03:24
but the Higgs boson
is particularly special.
is particularly special.
60
192200
2696
ビッグス粒子は
ちょっと特別なんです
ちょっと特別なんです
03:26
We all got so excited
because finding the Higgs
because finding the Higgs
61
194920
2456
私たちが興奮したのは
ビッグス粒子の発見は
ビッグス粒子の発見は
03:29
proves the existence
of a cosmic energy field.
of a cosmic energy field.
62
197400
3336
普遍的エネルギー場の存在を
証明するからです
証明するからです
03:32
Now, you may have trouble
imagining an energy field,
imagining an energy field,
63
200760
2616
エネルギー場と言われても
分かりにくいかもしれませんが
分かりにくいかもしれませんが
誰もが体験している
ものがあります
ものがあります
03:35
but we've all experienced one.
64
203400
1429
03:36
If you've ever held a magnet
close to a piece of metal
close to a piece of metal
65
204853
2536
磁石を鉄に近づけると
間を隔てて引き合う力を
感じるはずですが
感じるはずですが
03:39
and felt a force pulling across that gap,
66
207413
2123
03:41
then you've felt the effect of a field.
67
209560
1858
それは場の効果を
感じているんです
感じているんです
03:43
And the Higgs field
is a little bit like a magnetic field,
is a little bit like a magnetic field,
68
211442
3374
ヒッグス場は
磁場に似ていますが
磁場に似ていますが
03:46
except it has a constant value everywhere.
69
214840
2816
違うのは
値がどこでも一定だということです
値がどこでも一定だということです
今も私たちの周りに
存在しています
存在しています
03:49
It's all around us right now.
70
217680
1456
03:51
We can't see it or touch it,
71
219160
1736
見ることも 触れることも
できませんが
できませんが
03:52
but if it wasn't there,
72
220920
1216
もしそれがなかったなら
03:54
we would not exist.
73
222160
1440
私たちは存在していないのです
03:56
The Higgs field gives mass
74
224200
1776
ヒッグス場は
私たちを形作る基本粒子に
質量を与えます
質量を与えます
03:58
to the fundamental particles
that we're made from.
that we're made from.
75
226000
2376
04:00
If it wasn't there, those particles
would have no mass,
would have no mass,
76
228400
2616
それがなければ
粒子は質量を持たず
粒子は質量を持たず
原子が形成されることもなく
我々も存在しないのです
我々も存在しないのです
04:03
and no atoms could form
and there would be no us.
and there would be no us.
77
231040
2680
04:06
But there is something deeply mysterious
about the Higgs field.
about the Higgs field.
78
234880
4456
しかしヒッグス場には
ひどく不思議なところがあります
ひどく不思議なところがあります
相対性理論と量子力学は
それには電気のスイッチのように
それには電気のスイッチのように
04:11
Relativity and quantum mechanics tell us
that it has two natural settings,
that it has two natural settings,
79
239360
3696
自然な２つの状態があることを
示しています
示しています
04:15
a bit like a light switch.
80
243080
1656
04:16
It should either be off,
81
244760
1376
オフ状態で
宇宙のどこでもゼロか
04:18
so that it has a zero value
everywhere in space,
everywhere in space,
82
246160
2656
オン状態で
膨大な値を持つかです
膨大な値を持つかです
04:20
or it should be on so it has
an absolutely enormous value.
an absolutely enormous value.
83
248840
3360
04:24
In both of these scenarios,
atoms could not exist,
atoms could not exist,
84
252840
2736
どちらの場合でも
原子は存在できず
原子は存在できず
04:27
and therefore all the other
interesting stuff
interesting stuff
85
255600
2136
私たちが宇宙で目にする
あらゆる興味深いものもまた
あらゆる興味深いものもまた
04:29
that we see around us
in the universe would not exist.
in the universe would not exist.
86
257760
2639
存在しません
04:33
In reality, the Higgs field
is just slightly on,
is just slightly on,
87
261000
3616
実際には ヒッグス場は
かすかにオンの状態で
かすかにオンの状態で
04:36
not zero but 10,000 trillion times weaker
than its fully on value,
than its fully on value,
88
264640
5056
ゼロではありませんが
完全にオンの状態より１京倍弱く
完全にオンの状態より１京倍弱く
04:41
a bit like a light switch that's got stuck
just before the off position.
just before the off position.
89
269720
4120
電気スイッチがオフの手前で
引っかかっているような状態です
引っかかっているような状態です
04:46
And this value is crucial.
90
274480
1616
この値はとても重要です
04:48
If it were a tiny bit different,
91
276120
1856
わずかでも違っていたら
04:50
then there would be
no physical structure in the universe.
no physical structure in the universe.
92
278000
3656
宇宙に物理的構造が
存在しないからです
存在しないからです
04:53
So this is the first
of our dangerous numbers,
of our dangerous numbers,
93
281680
2176
これが危険な値の１つ目
04:55
the strength of the Higgs field.
94
283880
2056
ヒッグス場の強さです
04:57
Theorists have spent decades
trying to understand
trying to understand
95
285960
2736
理論物理学者は なぜこのような
妙な値になっているのか知ろうと
妙な値になっているのか知ろうと
05:00
why it has this very peculiarly
fine-tuned number,
fine-tuned number,
96
288720
2656
何十年も努力を続け
05:03
and they've come up
with a number of possible explanations.
with a number of possible explanations.
97
291400
2816
様々な説明を考え出し
05:06
They have sexy-sounding names
like "supersymmetry"
like "supersymmetry"
98
294240
2936
「超対称性」とか
「大きな余剰次元」みたいな
「大きな余剰次元」みたいな
05:09
or "large extra dimensions."
99
297200
1936
かっこいい名前をつけています
05:11
I'm not going to go
into the details of these ideas now,
into the details of these ideas now,
100
299160
2776
ここで立ち入った
説明はしませんが
説明はしませんが
05:13
but the key point is this:
101
301960
2376
鍵になるのは
これらのどれにせよ
ヒッグス場の奇妙な値を説明できるなら
ヒッグス場の奇妙な値を説明できるなら
05:16
if any of them explained this weirdly
fine-tuned value of the Higgs field,
fine-tuned value of the Higgs field,
102
304360
3856
05:20
then we should see new particles
being created at the LHC
being created at the LHC
103
308240
3736
LHCでヒッグス粒子とともに
生成される新たな粒子が
生成される新たな粒子が
観測されるはずだ
ということです
ということです
05:24
along with the Higgs boson.
104
312000
1976
05:26
So far, though, we've not seen
any sign of them.
any sign of them.
105
314000
2960
これまでのところ そのようなものの兆候は
見つかっていません
見つかっていません
実は こういう危険な値が
妙な値をしているという
妙な値をしているという
05:29
But there's actually an even worse example
106
317960
2056
05:32
of this kind of fine-tuning
of a dangerous number,
of a dangerous number,
107
320040
2376
さらにまずい例があって
05:34
and this time it comes
from the other end of the scale,
from the other end of the scale,
108
322440
2616
それはスケール的に反対の極端
遙か彼方の宇宙の
研究から来ています
研究から来ています
05:37
from studying the universe
at vast distances.
at vast distances.
109
325080
2856
05:39
One of the most important consequences
of Einstein's general theory of relativity
of Einstein's general theory of relativity
110
327960
4336
アインシュタインの一般相対性理論の
最も重要な帰結の１つは
最も重要な帰結の１つは
05:44
was the discovery that the universe began
as a rapid expansion of space and time
as a rapid expansion of space and time
111
332320
4416
宇宙がビッグバンと呼ばれる
138億年前の急激な時空の膨張で
始まったと分かったことです
始まったと分かったことです
05:48
13.8 billion years ago, the Big Bang.
112
336760
3776
05:52
Now, according to early versions
of the Big Bang theory,
of the Big Bang theory,
113
340560
2656
初期のビッグバン理論では
宇宙の膨張は
重力の力によって
重力の力によって
05:55
the universe has been expanding ever since
114
343240
2176
05:57
with gravity gradually putting
the brakes on that expansion.
the brakes on that expansion.
115
345440
4056
徐々に遅くなっていくと
考えられていました
考えられていました
06:01
But in 1998, astronomers made
the stunning discovery
the stunning discovery
116
349520
3336
しかし1998年に天文学者が
驚くべきことを発見しました
驚くべきことを発見しました
06:04
that the expansion of the universe
is actually speeding up.
is actually speeding up.
117
352880
2816
宇宙の膨張は
加速しているのです
加速しているのです
06:07
The universe is getting
bigger and bigger faster and faster
bigger and bigger faster and faster
118
355720
3136
宇宙はますます速く
大きくなっていて
大きくなっていて
それを後押ししているのが
謎の反発力 ダークエネルギーです
謎の反発力 ダークエネルギーです
06:10
driven by a mysterious repulsive force
called dark energy.
called dark energy.
119
358880
3840
物理学で「ダーク」という
言葉を聞いたときは
言葉を聞いたときは
06:15
Now, whenever you hear
the word "dark" in physics,
the word "dark" in physics,
120
363280
2416
疑ってかかってください
06:17
you should get very suspicious
121
365720
1496
物理学者はそれが何か
よく分かってないことを意味するからです
よく分かってないことを意味するからです
06:19
because it probably means
we don't know what we're talking about.
we don't know what we're talking about.
122
367240
3056
06:22
(Laughter)
123
370320
1016
(笑)
06:23
We don't know what dark energy is,
124
371360
2016
ダークエネルギーが
何なのか分かりませんが
何なのか分かりませんが
06:25
but the best idea is that it's the energy
of empty space itself,
of empty space itself,
125
373400
4736
あえて言うなら
何もない空間の持つエネルギー
何もない空間の持つエネルギー
06:30
the energy of the vacuum.
126
378160
2216
真空のエネルギーです
06:32
Now, if you use good old
quantum mechanics to work out
quantum mechanics to work out
127
380400
2536
古典的な量子力学を使って
ダークエネルギーの
強さを計算すると
強さを計算すると
06:34
how strong dark energy should be,
128
382960
1616
06:36
you get an absolutely astonishing result.
129
384600
3216
まったく驚くような
結果になります
結果になります
06:39
You find that dark energy
130
387840
1856
ダークエネルギーは
天文学で観察される値よりも
06:41
should be 10 to the power
of 120 times stronger
of 120 times stronger
131
389720
3976
10の120乗倍
強いはずなのです
強いはずなのです
06:45
than the value we observe from astronomy.
132
393720
2816
06:48
That's one with 120 zeroes after it.
133
396560
4816
１の後に０が 120個付く
ということです
ということです
06:53
This is a number so mind-bogglingly huge
134
401400
2576
これはまったく
目が回るような値で
目が回るような値で
06:56
that it's impossible
to get your head around.
to get your head around.
135
404000
2216
理解不能です
06:58
We often use the word "astronomical"
when we're talking about big numbers.
when we're talking about big numbers.
136
406240
3496
大きな数字のことをよく
「天文学的」と言いますが
「天文学的」と言いますが
07:01
Well, even that one won't do here.
137
409760
1656
それでさえ不足です
07:03
This number is bigger
than any number in astronomy.
than any number in astronomy.
138
411440
2416
この値は天文学における
いかなる値よりも大きく
いかなる値よりも大きく
07:05
It's a thousand trillion
trillion trillion times bigger
trillion trillion times bigger
139
413880
3096
千の １兆倍の １兆倍の １兆倍
宇宙にある原子の総数より
大きいのです
大きいのです
07:09
than the number of atoms
in the entire universe.
in the entire universe.
140
417000
2640
07:12
So that's a pretty bad prediction.
141
420440
1816
極めてまずい予測です
07:14
In fact, it's been called
the worst prediction in physics,
the worst prediction in physics,
142
422280
2715
実際これは物理学における
最悪の予測だと言われてきました
最悪の予測だと言われてきました
07:17
and this is more than just
a theoretical curiosity.
a theoretical curiosity.
143
425019
3277
しかもこれは理論的な
興味だけの話ではありません
興味だけの話ではありません
07:20
If dark energy were
anywhere near this strong,
anywhere near this strong,
144
428320
2736
もしダークエネルギーが
それほど強いのだとしたら
それほど強いのだとしたら
07:23
then the universe
would have been torn apart,
would have been torn apart,
145
431080
2136
宇宙はバラバラになり
07:25
stars and galaxies could not form,
and we would not be here.
and we would not be here.
146
433240
3320
銀河は形成されず
我々もここに存在しません
我々もここに存在しません
07:29
So this is the second
of those dangerous numbers,
of those dangerous numbers,
147
437240
2336
これが危険な数字の２つ目
07:31
the strength of dark energy,
148
439600
1376
タークエネルギーの強さです
07:33
and explaining it requires an even more
fantastic level of fine-tuning
fantastic level of fine-tuning
149
441000
3936
これを説明するためには
ヒッグス場よりもさらに曲芸的な
調整が必要になります
調整が必要になります
07:36
than we saw for the Higgs field.
150
444960
1524
ヒッグス場とは異なり
この値を説明できるものは知られていません
この値を説明できるものは知られていません
07:38
But unlike the Higgs field,
this number has no known explanation.
this number has no known explanation.
151
446840
4600
07:45
The hope was that a complete combination
152
453000
2456
希望が持たれていたのは
07:47
of Einstein's general
theory of relativity,
theory of relativity,
153
455480
2216
大きなスケールの
宇宙の理論である
宇宙の理論である
07:49
which is the theory
of the universe at grand scales,
of the universe at grand scales,
154
457720
2576
アインシュタインの
相対性理論と
相対性理論と
07:52
with quantum mechanics, the theory
of the universe at small scales,
of the universe at small scales,
155
460320
3456
小さなスケールの宇宙の理論である
量子力学の完璧な組み合わせによって
量子力学の完璧な組み合わせによって
07:55
might provide a solution.
156
463800
1856
解決できるかもしれない
ということでした
ということでした
07:57
Einstein himself
spent most of his later years
spent most of his later years
157
465680
2456
アインシュタイン自身
後年は物理学の統一理論を求める
実りのない探求に多くの時間を費やし
実りのない探求に多くの時間を費やし
08:00
on a futile search
for a unified theory of physics,
for a unified theory of physics,
158
468160
3176
08:03
and physicists have kept at it ever since.
159
471360
3376
それ以来 多くの物理学者たちが
取り組んできました
取り組んできました
統一理論の候補として
最も有望視されているのは弦理論で
最も有望視されているのは弦理論で
08:06
One of the most promising candidates
for a unified theory is string theory,
for a unified theory is string theory,
160
474760
4136
その基本的なアイデアは
08:10
and the essential idea is,
161
478920
1296
08:12
if you could zoom in on the fundamental
particles that make up our world,
particles that make up our world,
162
480240
3496
世界を構成する基本粒子を
拡大していくと
拡大していくと
08:15
you'd see actually
that they're not particles at all,
that they're not particles at all,
163
483760
2656
それは粒子ではなく
小さな振動する
エネルギーの弦で
エネルギーの弦で
08:18
but tiny vibrating strings of energy,
164
486440
2616
08:21
with each frequency of vibration
corresponding to a different particle,
corresponding to a different particle,
165
489080
4336
振動周波数ごとに
異なる粒子に対応していて
異なる粒子に対応していて
ギターの弦に対する音符のようなものだ
ということです
ということです
08:25
a bit like musical notes
on a guitar string.
on a guitar string.
166
493440
2560
これはエレガントで
ほとんど詩的とも言える世界の見方ですが
ほとんど詩的とも言える世界の見方ですが
08:28
So it's a rather elegant, almost poetic
way of looking at the world,
way of looking at the world,
167
496680
3376
08:32
but it has one catastrophic problem.
168
500080
3456
実は 救いがたい
問題があります
問題があります
08:35
It turns out that string theory
isn't one theory at all,
isn't one theory at all,
169
503560
2896
弦理論というのは
１つの理論ではなく
１つの理論ではなく
08:38
but a whole collection of theories.
170
506480
2296
大きな理論の集まりなのです
08:40
It's been estimated, in fact,
171
508800
1416
弦理論には異なるバージョンが
10の500乗個あると
10の500乗個あると
08:42
that there are 10 to the 500
different versions of string theory.
different versions of string theory.
172
510240
3936
見積もられています
そのそれぞれが
08:46
Each one would describe
a different universe
a different universe
173
514200
2376
異なる物理法則を持った
異なる宇宙を記述しているのです
異なる宇宙を記述しているのです
08:48
with different laws of physics.
174
516600
2136
08:50
Now, critics say this makes
string theory unscientific.
string theory unscientific.
175
518760
2616
そんなの科学とは言えない
という批判があります
という批判があります
08:53
You can't disprove the theory.
176
521400
1936
この理論は反証し得ないと
08:55
But others actually
turned this on its head
turned this on its head
177
523360
2000
一方で
弦理論の破綻と見えることが
08:57
and said, well,
maybe this apparent failure
maybe this apparent failure
178
525384
2272
実は最大の利点かもしれないと
見る人々もいます
見る人々もいます
08:59
is string theory's greatest triumph.
179
527680
2336
09:02
What if all of these 10 to the 500
different possible universes
different possible universes
180
530040
3376
その10の500乗個の
異なる可能な宇宙が
異なる可能な宇宙が
実際 多元宇宙のどこかに
09:05
actually exist out there somewhere
181
533440
2216
09:07
in some grand multiverse?
182
535680
2120
存在しているとしたら？
09:10
Suddenly we can understand
183
538440
1696
そうすると突然
あの２つの危険な数値が
あの２つの危険な数値が
09:12
the weirdly fine-tuned values
of these two dangerous numbers.
of these two dangerous numbers.
184
540160
3576
奇妙な値をしていることも
理解できるようになります
理解できるようになります
09:15
In most of the multiverse,
185
543760
1296
多元宇宙のほとんどでは
09:17
dark energy is so strong
that the universe gets torn apart,
that the universe gets torn apart,
186
545080
2976
ダークエネルギーが強すぎて
宇宙がバラバラになってしまうか
宇宙がバラバラになってしまうか
09:20
or the Higgs field is so weak
that no atoms can form.
that no atoms can form.
187
548080
3336
ヒッグス場が弱すぎて
原子が形成されないが
原子が形成されないが
09:23
We live in one of the places
in the multiverse
in the multiverse
188
551440
2176
私たちは たまたま
２つの値が適切な値をしている場所に
生きているということです
生きているということです
09:25
where the two numbers are just right.
189
553640
2376
09:28
We live in a Goldilocks universe.
190
556040
2360
ゴルディロックスの宇宙です
09:31
Now, this idea is extremely controversial,
and it's easy to see why.
and it's easy to see why.
191
559640
4856
このアイデアには極めて議論が
多いのも分かるでしょう
多いのも分かるでしょう
このような考え方では
09:36
If we follow this line of thinking,
192
564520
1896
「無ではなく物が存在するのはなぜか」
という問に
という問に
09:38
then we will never be able
to answer the question,
to answer the question,
193
566440
2376
09:40
"Why is there something
rather than nothing?"
rather than nothing?"
194
568840
2456
決して答えることができません
09:43
In most of the multiverse,
there is nothing,
there is nothing,
195
571320
2176
多元宇宙の多くには何もなく
物理法則が物の存在を許容する
わずかな宇宙の１つに
わずかな宇宙の１つに
09:45
and we live in one of the few places
196
573520
1816
09:47
where the laws of physics
allow there to be something.
allow there to be something.
197
575360
3000
我々が住んでいる
というだけの話です
というだけの話です
さらにまずいのは この多元宇宙のアイデアは
確認できないということです
確認できないということです
09:51
Even worse, we can't test
the idea of the multiverse.
the idea of the multiverse.
198
579360
3136
09:54
We can't access these other universes,
199
582520
2136
他の宇宙を観測する方法はなく
09:56
so there's no way of knowing
whether they're there or not.
whether they're there or not.
200
584680
3240
それが存在するのかしないのか
知りようがないのです
知りようがないのです
10:01
So we're in an extremely
frustrating position.
frustrating position.
201
589640
3336
我々は極めて
苛立たしい状況にあります
苛立たしい状況にあります
10:05
That doesn't mean
the multiverse doesn't exist.
the multiverse doesn't exist.
202
593000
2696
多元宇宙など存在しない
というのではありません
というのではありません
他にも惑星があり 恒星があり
銀河があるのだから
銀河があるのだから
10:07
There are other planets,
other stars, other galaxies,
other stars, other galaxies,
203
595720
2576
10:10
so why not other universes?
204
598320
2176
他の宇宙があっても
おかしくはないでしょう
おかしくはないでしょう
10:12
The problem is, it's unlikely
we'll ever know for sure.
we'll ever know for sure.
205
600520
3360
問題は 我々が確証を得ることは
ないだろうということです
ないだろうということです
10:16
Now, the idea of the multiverse
has been around for a while,
has been around for a while,
206
604720
3336
多元宇宙のアイデアが出て来て
結構経ちますが
結構経ちますが
10:20
but in the last few years,
we've started to get the first solid hints
we've started to get the first solid hints
207
608080
3256
この数年で このような理論が
裏付けられるかもしれない
裏付けられるかもしれない
10:23
that this line of reasoning
may get born out.
may get born out.
208
611360
2760
最初の兆しが
得られ始めました
得られ始めました
10:27
Despite high hopes
for the first run of the LHC,
for the first run of the LHC,
209
615280
3376
LHCが最初に稼働した時以来
私たちが大きな期待を
よせていたのは
よせていたのは
10:30
what we were looking for there --
210
618680
1572
10:32
we were looking
for new theories of physics:
for new theories of physics:
211
620276
2060
物理の新しい理論の発見です
10:34
supersymmetry or large extra dimensions
212
622360
1896
超対称性であれ
大きな余剰次元であれ
大きな余剰次元であれ
10:36
that could explain this weirdly
fine-tuned value of the Higgs field.
fine-tuned value of the Higgs field.
213
624280
4216
ヒッグス場の奇妙な値を
説明できる何かです
説明できる何かです
10:40
But despite high hopes, the LHC
revealed a barren subatomic wilderness
revealed a barren subatomic wilderness
214
628520
4216
しかし大きな期待をよそに
LHCが見せてきたのは
LHCが見せてきたのは
ヒッグス粒子１つだけという
不毛な荒野です
不毛な荒野です
10:44
populated only by a lonely Higgs boson.
215
632760
2680
10:48
My experiment published paper after paper
216
636680
2336
実験から生まれた
数々の論文はどれも
数々の論文はどれも
10:51
where we glumly had to conclude
that we saw no signs of new physics.
that we saw no signs of new physics.
217
639040
4480
新しい物理学の兆候は見られなかったと
辛気くさく締めくくらざるを得ませんでした
辛気くさく締めくくらざるを得ませんでした
10:56
The stakes now could not be higher.
218
644400
2656
今や掛け金は
これ以上なく高くなっています
これ以上なく高くなっています
10:59
This summer, the LHC began
its second phase of operation
its second phase of operation
219
647080
2896
この夏 LHCは
第２期の稼働を始め
第２期の稼働を始め
11:02
with an energy almost double
what we achieved in the first run.
what we achieved in the first run.
220
650000
3256
第１期のほとんど倍のエネルギーで
動かしています
動かしています
11:05
What particle physicists
are all desperately hoping for
are all desperately hoping for
221
653280
2656
素粒子物理学者はみんな
新しい粒子であれ
マイクロ・ブラックホールであれ
マイクロ・ブラックホールであれ
11:07
are signs of new particles,
micro black holes,
micro black holes,
222
655960
2776
あるいはまったく
予期しないものであれ
予期しないものであれ
11:10
or maybe something totally unexpected
223
658760
2096
LHCでの猛烈な衝突で何らかの兆候が
見つかるのを切に願っています
見つかるのを切に願っています
11:12
emerging from the violent collisions
at the Large Hadron Collider.
at the Large Hadron Collider.
224
660880
3616
11:16
If so, then we can continue
this long journey
this long journey
225
664520
2336
そうなれば 私たちは
アインシュタインが
100年前に始めた長い旅を
100年前に始めた長い旅を
11:18
that began 100 years ago
with Albert Einstein
with Albert Einstein
226
666880
2576
自然法則のより深い理解に向けて
続けていくことができます
続けていくことができます
11:21
towards an ever deeper understanding
of the laws of nature.
of the laws of nature.
227
669480
3520
11:25
But if, in two or three years' time,
228
673760
2016
しかし２、３年稼働したのち
11:27
when the LHC switches off again
for a second long shutdown,
for a second long shutdown,
229
675800
3336
LHCが再び長い休止期間に入るとき
我々に見つかったものが
ヒッグス粒子だけだったとしたら
ヒッグス粒子だけだったとしたら
11:31
we've found nothing but the Higgs boson,
230
679160
2296
11:33
then we may be entering
a new era in physics:
a new era in physics:
231
681480
3816
物理学は 新たな時代に
入るかもしれません
入るかもしれません
それは我々に説明し得ない
奇妙な性質が宇宙にある時代
奇妙な性質が宇宙にある時代
11:37
an era where there are weird features
of the universe that we cannot explain;
of the universe that we cannot explain;
232
685320
4776
11:42
an era where we have hints
that we live in a multiverse
that we live in a multiverse
233
690120
3056
永遠に手の届かない
多元宇宙の中に
多元宇宙の中に
11:45
that lies frustratingly
forever beyond our reach;
forever beyond our reach;
234
693200
3776
我々は生きているらしい
気配のある時代
気配のある時代
11:49
an era where we will never be able
to answer the question,
to answer the question,
235
697000
3256
「無ではなく物の存在があるのはなぜか」
という問に
という問に
11:52
"Why is there something
rather than nothing?"
rather than nothing?"
236
700280
3056
決して答えることの
できない時代です
できない時代です
11:55
Thank you.
237
703360
1216
ありがとうございました
11:56
(Applause)
238
704600
6416
(拍手)
12:03
Bruno Giussani: Harry,
even if you just said
even if you just said
239
711040
3056
(ブルーノ･ジュッサーニ) ハリー
科学にも答えられないことが
あるかもしれないとのことですが
あるかもしれないとのことですが
12:06
the science may not have some answers,
240
714120
1856
12:08
I would like to ask you a couple
of questions, and the first is:
of questions, and the first is:
241
716000
3016
２つお聞きしたいことがあります
まず LHCのようなものを構築するというのは
長い期間を要するプロジェクトです
長い期間を要するプロジェクトです
12:11
building something like the LHC
is a generational project.
is a generational project.
242
719040
3016
12:14
I just mentioned, introducing you,
that we live in a short-term world.
that we live in a short-term world.
243
722080
4296
あなたを紹介するとき 私たちは短期的な世界に
生きていると言いましたが
生きていると言いましたが
12:18
How do you think so long term,
244
726400
2856
あなたにはどうして
こんなものを構築しようなどという
長期的な考え方ができるんですか？
長期的な考え方ができるんですか？
12:21
projecting yourself out a generation
when building something like this?
when building something like this?
245
729280
3336
12:24
Harry Cliff: I was very lucky
246
732640
1416
(ハリー・クリフ) 私はとても幸運でした
12:26
that I joined the experiment
I work on at the LHC in 2008,
I work on at the LHC in 2008,
247
734080
2816
私がLHCを使う実験に
参加したのは2008年
参加したのは2008年
12:28
just as we were switching on,
248
736920
1381
ちょうど稼働を始めた時です
12:30
and there are people in my research group
who have been working on it
who have been working on it
249
738325
3251
私たちの研究グループの中には
これに30年も取り組んできた人たちもいて
これに30年も取り組んできた人たちもいて
１台の装置に
生涯をかけています
生涯をかけています
12:33
for three decades,
their entire careers on one machine.
their entire careers on one machine.
250
741600
2616
LHCについて最初の議論が行われたのは
1976年のことですが
1976年のことですが
12:36
So I think the first conversations
about the LHC were in 1976,
about the LHC were in 1976,
251
744240
3176
その構築に必要だと分かっている技術が
まだ存在しない段階で
まだ存在しない段階で
12:39
and you start planning the machine
without the technology
without the technology
252
747440
2696
12:42
that you know you're going to need
to be able to build it.
to be able to build it.
253
750160
2416
計画を始めていたわけです
本格的に設計が始まった
90年代初期には
90年代初期には
12:44
So the computing power
did not exist in the early '90s
did not exist in the early '90s
254
752600
2536
必要とされる計算能力が
ありませんでした
ありませんでした
12:47
when design work began in earnest.
255
755160
1620
衝突を記録する
大きな検出器がありますが
大きな検出器がありますが
12:48
One of the big detectors
which record these collisions,
which record these collisions,
256
756804
2216
12:51
they didn't think there was technology
257
759044
1852
LHCで生成される放射能に
耐えるような技術は
耐えるような技術は
12:52
that could withstand the radiation
that would be created in the LHC,
that would be created in the LHC,
258
760920
2856
ないと考えられていました
12:55
so there was basically a lump of lead
in the middle of this object
in the middle of this object
259
763800
2736
それで基本的には
中心に鉛の塊があって
中心に鉛の塊があって
周りに検出器が
あるような感じですが
あるような感じですが
12:58
with some detectors around the outside,
260
766560
1576
追々技術を
開発していったんです
開発していったんです
13:00
but subsequently
we have developed technology.
we have developed technology.
261
768160
1896
人々が発明の才で問題を解決してくれるのを
期待して進めるしかなく
期待して進めるしかなく
13:02
So you have to rely on people's ingenuity,
that they will solve the problems,
that they will solve the problems,
262
770080
3336
13:05
but it may be a decade
or more down the line.
or more down the line.
263
773440
1856
それには何十年も
かかるかもしれません
かかるかもしれません
13:07
BG: China just announced
two or three weeks ago
two or three weeks ago
264
775320
2216
(ジュッサーニ) 中国が
２、３週間前に
２、３週間前に
LHCより２倍大きい
超衝突型加速器の
超衝突型加速器の
13:09
that they intend to build
265
777560
1456
13:11
a supercollider twice the size of the LHC.
266
779040
2976
建設計画を
発表しました
発表しました
13:14
I was wondering how you
and your colleagues welcome the news.
and your colleagues welcome the news.
267
782040
3616
あなたや同僚の人たちは
このニュースをどう受け止めましたか？
このニュースをどう受け止めましたか？
(クリフ) 大きさがすべてじゃないさ
(ジュッサーニ) そりゃそうですとも
(ジュッサーニ) そりゃそうですとも
13:17
HC: Size isn't everything, Bruno.
BG: I'm sure. I'm sure.
BG: I'm sure. I'm sure.
268
785680
2736
13:20
(Laughter)
269
788440
1776
(笑)
13:22
It sounds funny for a particle
physicist to say that.
physicist to say that.
270
790240
2096
素粒子物理学者が
言うのも変ですが
言うのも変ですが
13:24
But I mean, seriously, it's great news.
271
792360
2336
まじめな話
素晴らしいニュースだと思います
素晴らしいニュースだと思います
13:26
So building a machine like the LHC
272
794720
2496
LHCのような装置を
建設するには
建設するには
13:29
requires countries from all over the world
to pool their resources.
to pool their resources.
273
797240
2776
世界中の国が
リソースを結集する必要があります
リソースを結集する必要があります
13:32
No one nation can afford
to build a machine this large,
to build a machine this large,
274
800040
2336
これほど大きな機械を
一国で作ることはできませんが
一国で作ることはできませんが
13:34
apart from maybe China,
275
802400
1216
中国は例外かもしれません
13:35
because they can mobilize
huge amounts of resources,
huge amounts of resources,
276
803640
2216
このような機械の
建設のために
建設のために
膨大な人・金・資源を
動員できますから
動員できますから
13:37
manpower and money
to build machines like this.
to build machines like this.
277
805880
2056
13:39
So it's only a good thing.
278
807960
1256
これはもちろん
悪い話ではありません
悪い話ではありません
13:41
What they're really planning to do
is to build a machine
is to build a machine
279
809240
2336
彼らが計画しているのは
その機械によって
ヒッグス粒子について詳細に研究し
ヒッグス粒子について詳細に研究し
13:43
that will study the Higgs boson in detail
and could give us some clues
and could give us some clues
280
811600
2736
超対称性のような新しいアイデアが
本物なのか手がかりを得るということで
本物なのか手がかりを得るということで
13:46
as to whether these new ideas,
like supersymmetry, are really out there,
like supersymmetry, are really out there,
281
814360
2936
13:49
so it's great news for physics, I think.
282
817320
1905
物理学にとって
素晴らしいニュースだと思います
素晴らしいニュースだと思います
13:51
BG: Harry, thank you.
HC: Thank you very much.
HC: Thank you very much.
283
819249
2176
(ジュッサーニ) ハリー どうもありがとう
(クリフ) こちらこそ
(クリフ) こちらこそ
13:53
(Applause)
284
821449
3191
(拍手)
ABOUT THE SPEAKER
Harry Cliff - Particle physicistHarry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature.
Why you should listen
Harry Cliff works on the Large Hadron Collider at CERN and is a member of the LHCb collaboration, a large international team searching for signs of new particles and forces of nature in high-energy particle collisions. He is the Fellow of Modern Science at the Science Museum in London and curated their “Collider” exhibition as well as the more recent “Einstein’s Legacy”, which explores the scientific and cultural impact of Albert Einstein’s life and work.
Harry Cliff | Speaker | TED.com