2013年07月11日
科学の限界？
池内了『科学の限界』を読む。
「何が科学の限界を決めているのか，それは克服できるのか，克服できるとすれば現在の私たちに何が欠けているのか，克服できないとすれば今後科学・技術とどう付き合っていくべきなのか」そんな問題意識で，書かれている。
いま一種の踊り場にある。ホーガンは，『科学の終焉』（1996）で，20世紀の前半で，相対性理論，量子論，ＤＮＡの二重らせん，ビックバン理論等々は，1950年代までに出され，その後50年それらと匹敵する成果は出ていない，といった。
では本当に限界に達したのか。著者は，いくつかの切り口から，整理しつつ，現在の科学の直面する課題をあぶりだしていく。
まずは人間の生み出す科学の限界。
人間の英知の進化は，600万年前人類の祖先が類人猿とわかれ，200万年前にホモ・ハビリスが石器を使い，60万年前にホモ・エレクトスが第一次出アフリカを行い，20万年前ホモ・サピエンスが出現し，6年前，第二次出アフリカとなって，この間，人類叡智は時間をほぼ三分の一に短縮して進んできた。では，技術（文明）はどうか。40万年前ホモ・エレクトスが火を発見し，一万年前に農業をはじめ，250年前に燃料革命と機会による産業革命となり，6年前情報革命…と，技術は時間を40分の一に縮めて展開してきた。つまり人間の英知の発達に比べて10倍以上の速さで進む。
もはや人間の英知が追いつかなくなる状況を迎えているのではないだろうか。
と著者は，「問題がより高度になり，より難解になったために，…なかなか打開の方向が見いだせず，人間の認知能力の限界に挑戦している状態」と言う。たとえば，
物理学で言えば，マクロ物質とミクロの原子との間には質的なジャンプがあり，ニュートン力学から量子力学への大きな変革の必要があったが，原子以下の原子核・核子（陽子と中性子）・クォークという下の階層ではそのまま量子論が通用している。力学構造が同じであるなら，実体の形状に階層の原因を求めなければならない。そこで点粒子の描像から弦（ひも）や膜のような形状を考えるようになった（超弦理論）。そうなると空間次元が九次元とか10次元となり，難解な理論にならざるを得ないのである。ひょっとすると袋小路に入り込んでいるのかもしれない。
次は社会が生み出す科学の限界。
19世紀以降，科学が国家の精度に組み入れられ，「科学のための科学」ではなく，「社会のための科学」に変質し，「社会に役立つ科学」であることを求められるようになる。結果として第一世界大戦の毒ガス，航空機から始まって，第二次世界大戦へと軍事技術として総動員されるようになる。その結果，爆弾は，殺傷能力で40万倍，爆発力で10億倍，飛翔距離で1000倍となる。そして，1990年代からは，グローバル化に伴って，科学の成果の商業化を強く求められるようになる。商業化に伴って，科学が社会に迎合する方向になびき，基礎から，改良主義に陥っていき，科学の多様性が失われていく。
そして科学に内在する化学の限界。
ミクロの世界では，位置と運動量やエネルギーとその常態にある時間は完全に決定できないという不確定性関係を受け入れると，
必然的に私たちが厳密に決定できる物理利用の値に制限がつく。完全に位置と運動量が決定できるなら不確定度はゼロなのだが，素粒子のようなミクロ物質では，サイズと運動量の不確定度の積はプランク定数程度のおおきさになり，ゼロではなくなるのである。速度の上限は光速だから，運動利用は質量に光速をかけた量が上限値となる。すると不確定性関係は，サイズと量の積がある一定の大きさ以上でしか決まらないことを意味する。つまり，サイズを指定すると質量の下限（それ以上の質量が許容範囲）が決まり，逆に質量を指定するとサイズの下限（それ以上のサイズが許容範囲）が決まる。それ以下の質量なりサイズでは，物質の状態は決定できなくなるのだ。
つまり研究範囲が，ある大きさ以上に限定され，物理量すべてを調べ尽くせなくなる。一方，マクロ物質においても，ブラックホールでは，光だけでなくいかなる信号も出てこられなくなるので，物体に対する情報が得られなくなる。つまり，
物質の質量やサイズに，量子力学から要請される不確定性関係と，一般相対性理論から導かれるブラックホール境界という二つの制限条件が課せられることになる。具体的には，サイズを一定にしたとき，私たちが認識できる質量範囲として，不確定性関係から質量の下限を与え，ブラックホール条件から質量の上限が決まる。
要は，物質の質量や密度のすべてを知ることができない。つまり，
科学自身に内在する法則によってある限られた範囲しか極められない，
という限界がある，ということになる。さらに，従来からの科学の方法は，要素還元主義で，
その系（システム）を部分（要素）に分け，あるいはより根源的な物質を想定し，それらの反応性や振る舞いを調べて足し合わせれば全体像が明らかになるという手法
であった。それは，
すべての過程を線形に帰着させることによって問題を簡明化し，その範囲で威力を発揮できたためである。別の言い方をすれば，線形として扱える範囲の問題に限り，非線形の問題は「複雑系」として後回ししてきたのだ。
しかし3.11と原発の事故は，典型的な非線形現象であり，科学者は巨大地震や大津波を予測することも，原発を安全に制御することもできなかった。
最後は現実社会で起こることと科学の限界。
エネルギー資源，地球温暖化，核エネルギー等々に対して，科学は社会の要請に応えるばかりでいいのか，という問題提起である。
こうした限界の中で，著者は，
①科学者は「社会のカナリア」であるべきだという。炭坑夫は行動へ入る時ガス感知としてカナリアを先頭にする。科学者はその役割を果たすべきだという。そのためには，科学者は，何があっても事実を正直に公開し，現実を直視し，真実に忠実でなくてはならない，という。
②等身大の科学。たとえば，地球温暖化の指紋として，世界各地の鳥や虫や植物がどれだけ移動したかを研究する。等身大の身近な現象は複雑系が多い，特に生態系はそうである。そこで確固とした事実が言えるためには，長年の観察が欠かせない。
③社会と向き合う。科学は無限ではないけれども有限でもない。その限界は時代とともに変化する。科学者と市民との連帯がそれを決める重要な要素である。
そう締めくくる。是非はともかく，いま科学そのものが，そして科学者そのものが問われている場面がいっぱいある。それをどう掣肘し，質すかは，まさに社会が問われているのではないか。そんな印象をもった。
参考文献；
池内了『科学の限界』（ちくま新書）
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