決定論vs量子論

量子力学による因果概念の変容は自由意志論にどう影響するか?

Tags: 決定論, 量子力学, 自由意志, 因果律, 非決定論, 哲学, 物理学

はじめに:決定論、自由意志、そして因果律

哲学において長らく議論されてきた自由意志の問題は、しばしば決定論との対立という形で論じられてきました。決定論とは、宇宙の全ての出来事が、先行する出来事と自然法則によって完全に決定されているという考え方です。この決定論の根幹にあるのは、原因と結果が一意に対応する因果律(Causality)です。古典物理学、特にニュートン力学は、この因果律に基づく決定論的世界観を強力に支持するように見えました。もし世界の初期状態と物理法則が全て分かれば、未来の全ての状態は原理的に予測可能である、と。このような世界観では、人間の行為もまた、脳の状態や環境要因といった物理的な原因によって必然的に引き起こされる結果に過ぎず、そこに主体的な「自由な」選択の余地はないのではないか、という問いが生じます。

しかし、20世紀に入り、物理学は量子力学という革命的な理論体系を生み出しました。量子力学は、ミクロな世界の現象が古典物理学の直感に反する形で振る舞うことを示し、特にその非決定論(Indeterminism)的な側面が、決定論的世界観、ひいては自由意志論に新たな一石を投じることとなりました。本稿では、この量子力学が古典的な因果律の概念をどのように変容させたのか、そしてその変容が自由意志を巡る哲学的議論にどのような影響を与えうるのかを考察してまいります。

古典物理学における因果律と決定論

古典物理学における因果律は、基本的に線形的かつ局所的なものとして理解されていました。「原因Aがあれば結果Bが必ず生じる」という関係が時間的に先行する原因から後続する結果へと一方向に作用し、その作用は(相対論的効果を無視すれば)瞬時か、あるいは連続的な物理場を介して空間的に伝播すると考えられていました。

ニュートン力学では、ある瞬間の系の全ての粒子の位置と運動量が分かれば、運動方程式(物理法則)を用いて未来の任意の時点での系の状態を正確に計算できます。これは、系の状態が因果律に従って完全に決定されているという因果的決定論を物理学的に裏付けるものと見なされました。このような決定論的な世界観においては、人間の思考や行動もまた、物理的な脳の活動や環境との相互作用といった原因によって決定される物理現象の一部であると考えられがちです。したがって、「別の行動を取り得た」という自由意志の感覚は、世界の決定された構造から生じる単なる主観的な錯覚に過ぎないのではないか、という懐疑論(ハード決定論など)が生まれました。

量子力学が因果律にもたらした変容

量子力学は、この古典的な因果律と決定論の図式に根本的な問いを投げかけました。量子現象に見られる特異な振る舞いは、従来の因果概念の再考を迫るものです。

1. 確率性と非決定論

量子力学における最も革命的な点の1つは、ミクロな系の振る舞いが確率的であるという事実です。例えば、放射性原子核がいつ崩壊するか、光子が半透鏡をどちらに進むかといった個々の事象は、古典的な原因に基づいて一意に決定されません。シュレーディンガー方程式は系の状態の時間発展を決定論的に記述しますが、これは波動関数(あるいは状態ベクトル)の振る舞いを記述しているに過ぎません。私たちが測定によって得る個々の物理量(粒子の位置や運動量など)の測定結果は、波動関数から計算される確率に基づいてランダムに決定されると考えられています(コペンハーゲン解釈など、解釈に依存する側面もありますが)。

これは古典的な「原因Aは必ず結果Bを生む」という線形因果律とは異なります。同じ原因(準備された系)から、複数の異なる結果が確率的に出現しうるのです。この固有の確率性は、物理的な出来事が先行する原因によって完全に決定されるわけではない、という非決定論を示唆しています。

2. 非局所性とエンタングルメント

量子力学が示唆するもう一つの古典的因果律からの逸脱は、非局所性(Non-locality)です。特に、量子エンタングルメント(Quantum Entanglement)と呼ばれる現象は、互いに強く相関した2つ以上の粒子が、たとえ空間的に大きく離れていても、一方の粒子に対する測定が瞬時にもう一方の粒子の状態に影響を与えるかのような相関を示すことを示唆します。

これは、情報や影響が光速を超えて伝わることを禁じる局所性の原理(相対性理論と整合的)に反するように見えるため、大きな議論を呼びました。ベルの不等式などの実験は、非局所的な相関の存在を強く支持しています。この非局所的な相関が、古典的な「原因は結果より必ず時間的に先行し、局所的に作用する」という因果律の理解を困難にしています。これは真の因果的影響なのか、それとも単なる相関なのか、あるいは因果律そのものの概念を修正する必要があるのかなど、様々な哲学的解釈が提案されています。

量子力学の因果律変容が自由意志論に与える影響

量子力学が古典的な因果律と決定論を変容させたことは、自由意志論に対して新たな可能性と課題をもたらしました。

1. 非決定論は自由意志を救済するか?

量子力学の非決定論は、もし宇宙の根源的なレベルに決定されていない事象が存在するならば、人間の脳内で起こる物理的プロセス(例えば、神経細胞の発火やシナプスの状態変化)もまた、完全に決定されているわけではないかもしれない、という可能性を開きます。もし私たちの行動が脳内の確率的な量子プロセスによって影響を受けるならば、古典的な意味での決定論からは解放される可能性があります。

しかし、多くの哲学者は、単なるランダム性が自由意志の根拠にはなり得ないことを指摘します。行為が完全にランダムであるならば、それは「私の意志」によるものではなく、単なる偶然の結果だからです。自由意志は、ランダム性とは異なり、行為者が自らの理由や意図に基づいて行動を制御していることを含意すると考えられています。したがって、量子的な非決定論がそのまま人間の自由意志に結びつくか否かは、依然として大きな論点です。非決定論が自由意志に必要条件であるとしても、十分条件ではない、というのが一般的な見解です。

2. 因果律概念の再考と自由意志

量子力学が示唆する因果律の変容(確率性、非局所性)は、決定論だけでなく、自由意志論全体の枠組みに影響を与えうるものです。

現代の議論と限界

量子力学の知見を自由意志論に適用しようとする試みは、現在も活発に行われています。しかし、いくつかの重要な注意点があります。

まず、量子効果がマクロなスケール、特に人間の脳のような複雑なシステムにおいて、自由意志に影響を与えるほど大きく現れるのかどうかは、科学的にまだ十分に解明されていません。デコヒーレンスなどの現象により、量子的な重ね合わせやエンタングルメントは、比較的速やかに古典的な振る舞いに収束すると考えられているからです。脳内で何らかの量子プロセスが認知や意思決定に決定的な役割を果たしているという明確な証拠は、現在のところありません。

また、量子力学の様々な解釈(コペンハーゲン解釈、多世界解釈、ボーム解釈など)によって、決定論や因果律に対する見解が異なります。例えば、ボーム解釈のような隠れた変数理論は決定論的な記述を試みますし、多世界解釈は波動関数の発展自体は決定論的であるとみなします。どの解釈を採用するかによって、自由意志論への示唆も変わってきます。

さらに、自由意志の概念そのものが多義的です。単なる予測不可能性なのか、それとも行為者自身が選択の源泉であるという特別な種類の因果関係なのか。量子力学の非決定論が前者を示唆するとしても、後者である「行為者因果(Agent Causation)」のような概念とは直ちには結びつきません。

結論:開かれた問い

量子力学は、古典物理学が提供した因果律に基づく決定論的世界観に揺さぶりをかけました。ミクロな世界の根源的な確率性や非局所性は、私たちが当たり前と考えていた原因と結果の関係や、物理的な出来事の決定のされ方について再考を迫ります。

このような量子的な因果概念の変容が、人間の自由意志というマクロな現象に直接的かつ決定的な影響を与えているかどうかは、現代科学においても哲学においても、いまだに開かれた問いです。量子力学の非決定論は、古典的な決定論による自由意志への脅威をある程度和らげる可能性を秘めている一方で、単なるランダム性が自由意志の十分条件にはならないという新たな課題を提示します。

量子力学が明らかにした世界の奇妙な性質は、因果律、決定論、そして自由意志といった古くて新しい哲学的問題に対して、私たちの思考を刺激し続けています。現代物理学と哲学の対話は、これらの深遠な問いに対する理解を深めるための重要な手がかりを提供し続けるでしょう。