忘却からの帰還〜Intelligent Design

惑星天文学と宇宙生物学におけるレアアース仮説とは「生命の起源および地球上の有性生殖多細胞生物から、さらには知性を持つ生物などの生物学的複雑さの進化には、天体物理学的および地質学的事象と状況のありそうもない組み合わせが必要であり、従って、複雑な地球外生命体はありそうもない現象であり、宇宙全体を見ても稀である可能性が高い」というものである。この仮説の名称は、地質学者で進化生物学者のPeter Wardと宇宙論学者で宇宙生物学者のDonald E. Brownleeによる本『Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe（レアアース: 複雑な生命が宇宙で珍しい理由）』(2000)から付けられた。

「我々のような知性のある生物が、宇宙にはほとんど存在しそうにない」というレアアース仮説の主張は、「我々は平凡である」というコペルニクス原理とは真逆である。これに関して...

惑星科学者Bonnie J. Buratti (2017)によれば、マルチバースを想定すれば、我々は平凡であるという考え方がある（現時点では観測不可能だが）：

The Rare Earth hypothesis leads to a serious violation of the Copernican Principle that there is nothing special about us or about our place. There is no easy way out of this paradox, but there arc some interesting ideas from the field of theoretical physics. Scientists have long noted that the physical constants that guide the Universe seem fine-tuned to be hospitable to life, as if the Universe was created just for us. The strength of the gravitational force leads to closed planetary orbits; there exists the right number of physical dimensions; the ratio of the various forces of nature leads to stable atoms, etc. Of course, life will arise to be compatible with its own world, so this idea is somewhat tautological. Another type of life may have arisen with other constants. Our compatibility with the present Universe, which is known as the anthropic principle, has led physicists to hypothe-size an infinity of universes — multiverses — each with its own set of fundamental constants, and each giving rise to its own form of life. Thus the smallness of our dwelling within this Universe is paled by the presence of an infinity of universes, each with its own life forms. The idea of multiverses is the next step in the Copernican view: just as the Earth, the Solar System, and our Galaxy are not special but one of billions, perhaps our Universe is one of an infinite number. But there is a difference with this last step: experimental science peeled away layer after layer to demolish our specialness, but these multiverses are beyond what we can observe with our current technology and knowledge. They remain speculative, as science can only be built on experimental evidence.

レアアース仮説は、「我々や、我々のいる場所には特別なことは何もない」というコペルニクス原理に反することになる。このパラドックスを解決する簡単な方法はないが、理論物理学の分野からいくつかの興味深いアイデアがある。科学者たちは、あたかも宇宙が我々のためだけに創造されたかのように、宇宙を導く物理定数が生命が存在できるように微調整されているようだと長い間指摘してきた。重力の強さにより、惑星の軌道は閉軌道になる。適切な数の物理的次元が存在する。自然のさまざまな力の比率が安定した原子などにつながる。もちろん、生命は自らの世界に適合するように発生するので、この考えはいくぶんトートロジー的ある。別の種類の生命が、他の定数によって生じた可能性がある。人間原理として知られる現在の宇宙との我々の互換性により、物理学者は無限の宇宙、つまりマルチバースが存在し、それぞれが独自の基本定数を持ち、それぞれが独自の生命形態を生み出しているとの仮説を立てるようになった。このように、この宇宙におけ我々の居住地の小ささは、それぞれが独自の生命体を持つ無限の宇宙の存在によって平凡なものになる。マルチバースの考え方は、コペルニクス的見解の次のステップである。地球、太陽系、銀河系が特別ではなく数十億の 1 つであるのと同じように、おそらく我々の宇宙も無限の数のひとつである。しかし、この最後のステップには違いがある。実験科学は我々の特殊性を破壊するために何層も剥がしてきたが、これらのマルチバースは我々の現在の技術と知識では観察できる範囲を超えている。科学は実験的証拠に基づいてのみ構築できるため、それらは依然として推測的なものである。

[ Bonnie J. Buratti (JPL)] "Worlds Fantastic, Worlds Familiar -- A Guided Tour of the Solar System", 2017, p.222 ]

物理学者・天文学者Steven D. Bloom (2016)によれば「レアアース仮説は、我々の銀河系に知的生命体が存在する確率は非常に低い可能性があるが、ゼロではない。すなわち、地球はユニークかもしれないし、そうでないかもしれないが、望遠鏡で観察できる惑星（そのほとんどは約150光年以内）に知的生命体が存在することを期待しない正当な理由がある」　すなわち、我々がユニークだとは言っていないという。

However, Ward and Brownlee in Rare Earth give a number of reasons to suggest that we should not lean towards being so optimistic. Their argu-ment centers on the development of life on Earth as having likely been highly dependent on a set of conditions that would likely be rare (at least all of them together for one planet) in the Galaxy (Ward and Brownlee 2000). For instance, both the Earth's tilt and the stability of this tilt have led to consistent seasonal variations that are favorable to life. In particular, the existence of a large Moon in close proximity to its parent planet has been a major factor in stabilizing the tilt of the Earth's rotation axis. In addition, the Earth's magnetic field has protected life against harmful energetic cosmic rays, the most dan-gerous ones being from the Sun during relatively common solar flares. Even the configuration of our particular Solar System favors life. That is, the exis-tence of a large planet such as Jupiter, an average of about 400 million miles from us, helps to deflect comets away from the Earth that could lead to dev-astating events (we know the Earth has experienced mass extinctions, with probably some being caused by collisions with asteroids or comets, but the number of these events would have been much higher without Jupiter to pro-tect us). Another important factor is location in the Galaxy. That is, it's likely that billions of stars near the center of the Galaxy are exposed to too much radiation both from the stars themselves and accretion onto a central black hole, and no life as we know it would be able to thrive. The fundamental con-clusion made by Ward and Brownlee is that though basic conditions might exist for a time on some exoplanets (or in the Solar System), they likely do not exist long enough for intelligent life to evolve, making Earth-like planets in the full sense (with intelligent life), very rare indeed. The ramifications of the Rare Earth hypothesis are part of the underpinning of a set of novellas by Peter Cawdron, Galactic Exploration. For instance, the novella Serengeti focuses on an intergalactic quest for intelligent life (as it is already known that life can't be found in the Galaxy). In the afterword of this book Cawdron suggests that the Rare Earth hypothesis violates the Copernican principle and gives Earth a special place in the Universe. I believe that to be a misin-terpretation. The hypothesis, based on sound scientific analysis, states that the probability of life in our galaxy (and maybe the Universe as a whole), especially intelligent life, could be quite low, but is not zero. So, Earth might be unique, or not. However, in adopting this hypothesis, we might have sound reason not to expect intelligent life on any of the planets we have been able to observe telescopically (most within about 150 light years).

しかし、Ward and Brownleeは、『Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe（レア・アース（』の中で、あまり楽観的になるべきではないことを示唆する多くの理由を挙げている。彼らの議論の中心は、地球上の生命の発達が、銀河系ではおそらく稀な（少なくとも一つの惑星にすべてが揃う）一連の条件に大きく依存していた可能性が高いという点にある（Ward and Brownlee 2000）。たとえば、自転軸の傾きとその傾きの安定性の両方が、生命にとって有利な一貫した季節変動をもたらしました。 特に、親惑星のすぐ近くに大きな月が存在することは、地球の自転軸の傾きを安定させる大きな要因となっている。 さらに、地球の磁場は、有害な高エネルギー宇宙線から生命を守ってきたが、最も危険なのは、比較的一般的な太陽フレアの際に太陽から発せられる宇宙線でる。我々の太陽系の構成も生命に有利である。つまり、我々ちから平均約4億マイル離れたところにある木星のような大きな惑星の存在は、壊滅的な出来事を引き起こす可能性のある彗星を地球から遠ざけるのに役立っているということだ（地球が大量絶滅を経験していることはわかっている）。 おそらく一部は小惑星や彗星との衝突によって引き起こされるが、木星が我々を守ってくれなければ、これらの出来事の数はもっと多かっただろう）。もう 1 つの重要な要素は、銀河内の位置である。つまり、銀河の中心近くにある数十億の星は、星自体からの放射線と中心のブラックホールへの降着物の両方からの過剰な放射線にさらされている可能性が高く、我々が知っているような生命は繁栄できない。Ward and Brownleeによってなされた基本的な結論は、一部の系外惑星 (あるいは太陽系) には基本的な条件が一時的に存在するかもしれないが、それらは知的生命体が進化して地球に似た惑星を作るのに十分な期間は存在しない可能性が高いということである。（知的生命体を伴う）完全な意味での地球のような惑星は、確かに非常にまれである。レアアース仮説の影響は、Peter Cawdroによる一連の中編小説『Galactic Exploration（銀河探査）』の基礎の一部となっている。。たとえば、中編小説『Serengeti』は、知的生命体の銀河系探求にフォーカスしている（銀河では生命が見つからないことがすでに知られている）。この本のあとがきでPeter Cawdroは、レアアース仮説はコペルニクス原理に反し、地球に宇宙の中で特別な場所を与えると示唆している。私は、それは誤解だと思う。このレアアース仮説は、健全な科学的分析に基づいており、我々の銀河系 (そしておそらく宇宙全体) に生命体、特に知的生命体が存在する確率は非常に低い可能性があるが、ゼロではない、と述べている。つまり、地球はユニークかもしれないし、そうでないかもしれない。 しかし、この仮説を採用すると、望遠鏡で観察できる惑星（そのほとんどは約150光年以内）に知的生命体が存在することを期待しない正当な理由があるかもしれない。

[Steven D. Bloom (Hampden-Sydney College): "The Physics and Astronomy of Science Fiction -- Understanding Interstellar Travel, Teleportation, Time Travel, Alien Life and Other Genre Fixtures", 2016, pp.186-187]

宇宙物理学者で哲学者でもあるMilan M. Ćirković (2004)によれば、何を以て平凡とするかと、人類（知的存在）はひとたびしゅつげすれば、「その出現を可能とする時間的空間的なウィンドウ」を超えて存在しうるという2点を考慮すべきだという。

We should keep in mind two additional points:

• Anthropic window appears on the background of an ever-expanding universe dominated by the cosmological constant. In the infinite cosmic time, the probability of a randomly chosen epoch being located within the finite interval is zero. Yet, we find ourselves living exactly in such an epoch. This is another instance of failure of the naively understood “Copernican principle”. A spatial analogue of this is clear: if we were to be located in a truly typical or random position in space, we would have expected to be located in the intergalactic space, which by far dominates the spatial volume of the universe. The fallacy of this reasoning is rather obvious.

• On the other hand, the anthropic window applies only to the emergence of life and intelligence. Once they arise, intelligent observers can, in principle, exist at an epoch outside the window. Of course, the observers would need sophisticated technological methods to do this, but those would presumably exist prior to the end of the “anthropic window”; a well-known example is Dyson’s “hibernating” civilization in an everexpanding universe.

さらに 2 つの点に留意する必要がある。

・人類ウィンドウは、宇宙定数によって支配され、拡大し続ける宇宙の背景に現れる。無限の宇宙時間では、ランダムに選択された時代が有限の間隔内に位置する確率はゼロである。しかし、我々はまさにそのような時代に生きている。これも、素朴に理解されている「コペルニクス原理」が失敗した例である。これの空間的な類似点は明らかである。もし我々が宇宙の真に典型的な、あるいはランダムな位置に位置するとしたら、我々は宇宙の空間体積をはるかに支配する銀河間空間に位置すると予期されるだろう。この推論の誤りはかなり明白である。

・一方、人類ウィンドウは生命と知性の出現にのみ適用される 一旦それらが発生すると、知的な観察者は原理的にはウィンドウの外の時代に存在できる。 もちろん、観測者はこれを行うために洗練された技術的手法を必要とするだろうが、それらはおそらく「人類ウィンドウ」が終わる前に存在していたと思われる。よく知られた例は、拡大し続ける宇宙におけるダイソンの「冬眠」文明である。

[ MILAN M. ĆIRKOVIĆ: "Earths: Rare in Time, Not Space?", JBIS, Vol. 57, pp.53-59, 2004 ]

物理学者・天文学者([[Dartmouth Collenによれば、コペルニクス原理はさらなる探求のための指針であって、最終的な言明ではない。さらにコペルニクス原理は生命の出現について何ら考慮したものでもない。

The danger of the Copernican principle is to take it as some sort of final statement about our planet and life on it. As remarked above, we currently do not know enough about the distribution of exoplanets and how Earth-like they are — in the sense of having the correct biochemistry and geophysics to support life — or about how life could manifest itself in other worlds. A principle is a lamppost for further search and not a statement of final truth.

For example, if we were to look only at the planets in our own solar system, Earth is exceptional indeed. Not for orbiting the sun, as all planets do that, but for offering spectacular conditions for life to thrive. The Copernican principle does not take into account the relative position of a planet in the habitable zone of a star or any knowledge about how common or rare life is in the universe. Given that, the only conclusion we can take from the principle with certainty is related to the non-centrality of the Earth; that is, Earth is indeed a planet orbiting the sun like our solar system neighbors.

コペルニクス原理の危険性は、それを地球とその上の生命に関するある種の最終的明言として受け取ることである。前述のように、我々は現在、系外惑星の分布と、生命を維持するための正しい生化学と地球物理学を持っているという意味で、系外惑星がどのように地球に似ているか、あるいは生命が他の世界でどのように現れるのかについて、十分にわかっていない。コペルニクス原理はさらなる探求のための指針であり、最終的な真実の表明ではない。

たとえば、我々の太陽系の惑星だけを見てみると、地球は確かに例外的である。すべての惑星がそうであるように、太陽の周りを周回するためではなく、生命が繁栄するための素晴らしい条件を提供するが故に例外的である。コペルニクス原理では、恒星のハビタブルゾーンにおける惑星の相対的な位置や、生命が宇宙でどれほど一般的か希少かについての知識は考慮されていない。そう考えると、この原理から確実に導き出せる唯一の結論は、地球の非中心性に関係するということである。つまり、地球は実際、近隣の太陽系と同じように太陽の周りを公転する惑星である。

[ Marcelo Gleiser ([[Dartmouth College): "What does the Copernican principle say about life in the universe?" (2021/09/22)>https://bigthink.com/13-8/copernican-principle/]] ]

以上、天文学者たちの見解によれば、コペルニクス原理はレアアース仮説をカウンターするものではない。

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