[論文レビュー] Is there a Darwinian Evolution of the Cosmos? - Some Comments on Lee Smolin's Theory of the Origin of Universes by Means of Natural Selection

Rüdiger Vaas|ArXiv.org|May 28, 2002

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 42被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、ブラックホールの形成を通じて宇宙が複製され、物理定数が世代を超えてわずかに変化するというリー・スモリンの宇宙論的自然選択理論を批判的に検討する。ヴァースは、環境的制約や競争が欠如しているため、ダーウィニズムの類似性が誤りであると主張し、理論の改訂可能性（ falsifiability ）に疑問を呈するが、物理定数の微調整の説明を試みている点に注目する。

ABSTRACT

For Lee Smolin, our universe is only one in a much larger cosmos (the Multiverse) - a member of a growing community of universes, each one being born in a bounce following the formation of a black hole. In the course of this, the values of the free parameters of the physical laws are reprocessed and slightly changed. This leads to an evolutionary picture of the Multiverse, where universes with more black holes have more descendants. Smolin concludes, that due to this kind of Cosmological Natural Selection our own universe is the way it is. The hospitality for life of our universe is seen as an offshot of this self-organized process. - This paper outlines Smolin's hypothesis, its strength, weakness and limits, its relationship to the anthropic principle and evolutionary biology, and comments on the hypothesis from different points of view: physics, biology, philosophy of science, philosophy of nature, and metaphysics. Some of the main points are: (1) There is no necessary connection between black holes and life. In principle, life and Cosmological Natural Selection could be independent of each other. Smolin might explain the so-called fine-tuning of physical constants, but life remains an epiphenomenon. (2) The Darwinian analogy is an inadequate model transfer. The fitness of Smolin's universes is not constrained by its environment, but by only one internal factor: the numbers of black holes. Furthermore, although Smolin's universes have different reproduction rates, they are not competing against each other. (3) Smolin's central claim cannot be falsified.

研究の動機と目的

• リー・スモリンの宇宙論的自然選択仮説の理論的基盤とその含意を分析すること。
• ブラックホールによる宇宙の複製を通じた宇宙進化のモデル化におけるダーウィニズム的類似性の妥当性を評価すること。
• 観察された物理定数の微調整が、この進化的メカニズムによって説明可能かどうかを調査すること。
• 生命と宇宙論的自然選択の関係を評価し、生命が便宜的現象（epiphenomenon）であるかどうかを検討すること。
• 特に改訂可能性と哲学的基盤を含めた理論の科学的立場を検討すること。

提案手法

• 本論文は、スモリンの多宇宙モデルを、その生物学的類似性に焦点を当てて概念的・哲学的分析を行う。
• スモリンのモデルにおける適応度基準を評価し、環境への適応ではなく、ブラックホール生成にのみ依存している点に注目する。
• スモリンの枠組みを進化的生物学の原則と比較し、選択メカニズムにおける主要な相違点を強調する。
• 理論における生命の役割を検討し、ブラックホール生成と生物学的複雑性との間に必然的関係がないと主張する。
• 理論的整合性を評価するために、物理学、科学の哲学、形而上学、自然の哲学の視点を統合的に活用する。
• 論理的・認識論的推論を用いて、スモリンの中心的主張における改訂可能性の欠如を批判する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブラックホールによる宇宙の複製を通じた宇宙進化のモデル化に、ダーウィニズム的類似性は妥当か？
• RQ2 生命を想起しなくても、宇宙論的自然選択によって物理定数の微調整を説明できるか？
• RQ3 スモリンの枠組みにおいて、ブラックホール生成と生命の出現との間の実際の関係は何か？
• RQ4 スモリンの理論は科学的改訂可能性の基準を満たしているか？
• RQ5 選択圧や競争の観点から、宇宙論的自然選択と生物的進化との主な違いは何か？

主な発見

• スモリンの理論におけるダーウィニズム的類似性は不十分である。なぜなら、宇宙は環境的選択圧の影響を受けないからである。
• スモリンのモデルにおける適応度は、他の宇宙や生態的制約との相互作用ではなく、ブラックホール生成にのみ依存する。
• ブラックホール生成と生命の出現との間に必然的関係はなく、理論上では生命は便宜的現象である。
• 本理論の中心的主張（我々の宇宙はブラックホール生成に最適化されている）は、改訂不能であるため、科学的立場を損なう。
• スモリンのモデルは、生物的自然選択の主要特徴の一つである宇宙間の競争を説明できていない。
• 理論は物理定数の微調整を説明できるが、それと生命や意識を結びつけるメカニズムを提供しない。