宇宙はコンピュータであり、時間とはそれが動作するプロセスである。これはスティーブン・ウルフラムが40年以上にわたって展開してきた中核的主張であり、ニュー・サイエンティスト誌との最近のインタビューで、物理学者であり計算論的思考家でもある彼は、これまでで最もわかりやすい形でその主張を提示した。
「時間とは計算の還元不能な実践である」とウルフラムはニュー・サイエンティストのリア・クレインに語った。「私たちが時間として認識するものは、宇宙がその連続する状態を計算するプロセスの経験である。」
この見方では、時間は出来事が展開する背景座標ではない。従来の意味での時空の次元でもない。宇宙の状態がある瞬間から次の瞬間へと継続的かつ段階的に実行されることによって生成されるものだ。ウルフラムはフリップブックの類推を用いる：各ページが宇宙の状態であり、動きを見るには物理的に各ページをめくらなければならず、最後のページに飛んでその間に何が起こったかを知ることはできない。
円周率の原理
なぜ先に飛べないのか、その理由はウルフラムが計算還元不能性と呼ぶ現象にある。1980年代初頭のセル・オートマトン研究で初めて特定されたこの現象は、Nステップの結果を、各ステップを明示的にシミュレートすることなく決定するショートカット公式が存在しないシステムを指す。
「円周率の1200桁目だけを単独で計算することはできない」とウルフラムは説明した。「最初の1199桁を先に計算しなければならない。」
これは古典物理学とは根本的に異なる。ニュートンの法則のような方程式では、時間値tを代入すれば任意の未来の状態を直接計算できる。計算還元不能性の下では、多くの自然システムにそのようなショートカットは存在しない。何が起こるかを知る唯一の方法は、それを起こさせることである。
なぜタイムトラベルが不可能なのか
宇宙の進化が還元不能な計算であるならば、タイムトラベルは絶対的に不可能となる。時間のより早い点や遅い点にジャンプするには、計算をショートカットする（順序を無視して実行するか、ステップをスキップする）必要があり、これは数学的に禁じられている。
ウルフラムの議論は予測にも及ぶ。「私たちが構築するどんなコンピュータも宇宙内部の物質でできている。宇宙自身が計算するよりも速く動作することはできない」と彼は述べた。これは予測可能なものに根本的な限界を設ける：十分に複雑なシステム（天気、経済、人間の脳）は事前に完全にシミュレートすることはできない。なぜなら宇宙内部のシミュレータは宇宙自身の計算を上回ることができないからだ。
決定論的宇宙における自由意志
最も挑発的な含意は自由意志に関わる。ウルフラムの宇宙は決定論的である；各状態は固定された規則に従って次の状態を厳格に決定する。しかし計算が還元不能であるため、完全に決定されたシステムでさえ私たちには予測不可能に感じられる。
「計算還元不能性のため、もし1年後に自分が何をするかを常に予測できたとしたら、それは自分次第で決めているとは思わないだろう」とウルフラムは述べた。「私たちはただ乗客として座っているだけになる。」
彼は2002年の著書『A New Kind of Science』で詳しく述べている：「システムの進化が還元不能な計算に対応するなら、これはシステムがどのように振る舞うかを解明する唯一の方法が本質的にこの計算を実行することであることを意味し、その結果、より直接的に振る舞いを解明できる法則が根本的に存在し得ないことになる。そしてこれこそが、人間の意志の見かけ上の自由の究極の起源であると私は信じる。」
真にランダムな自由意志が根底に法則なしに存在するなら、科学は不可能になるとウルフラムは指摘した。「科学が機能するという事実は根底に法則があることを示唆するが、計算還元不能性が自由意志の感覚を保存する。」
実験的予測のない理論
このインタビューは、ニュー・サイエンティストのニュースレターシリーズ「Lost in Space-Time」の一部であり、ウルフラムのエッセイ「On the Nature of Time」（2024年10月）と、彼が2020年に発表したより広範なウルフラム物理プロジェクトに基づいている。これはバーミンガム大学のジョバンニ・バロンティーニが、時間が量子システム間のエントロピー交換から出現することを示すボース＝アインシュタイン凝縮「ミニ宇宙」を構築した別の実験的実証からわずか数週間後に行われた。ウルフラムのアプローチは理論的であり実験的ではない：彼はテスト可能な仮説ではなく、形而上学的枠組みを提供する。
これがウルフラムのプロジェクトに対する中心的な批判であり続けている。MITの物理学者ダニエル・ハーロウは、2020年にウルフラム物理プロジェクトについてコメントし、サイエンティフィック・アメリカンに次のように語った：「量子物理学と一般相対性理論の実験的予測は、何桁もの小数位まで確認されている。場合によっては100億分の1の精度で。ウルフラムが提唱するような単純な種類の計算規則を用いてこれができるという兆候は今のところ見られない。彼が主張する成功は、せいぜい定性的なものに過ぎない。」
ウルフラムのインタビューには、そのような批判に対する直接の回答は含まれていない。この記事は彼に発言の機会を与えるQ&A形式で構成されている。
出典
1. New Scientist, 「Does time come from the entire universe running computations?」（2026年7月7日）. https://www.newscientist.com/article/2532871/does-time-come-from-the-entire-universe-running-computations/
2. Wolfram, S., 「On the Nature of Time」（Wolfram Media ePubs, 2024年10月）. https://writings.stephenwolfram.com/2024/10/on-the-nature-of-time/
3. Wolfram, S., A New Kind of Science（Wolfram Media, 2002）.
雅子 訳