意識いしきと、鳴なりやまない無む [ ゼロポイントフィールドとハードプロブレム、その最前線さいぜんせん ]

眠ねむりに落おちる瞬間しゅんかんを、覚おぼえている人ひとはいない。

どれだけ意識いしきを張はり詰つめて待まち構かまえても、その一線いっせんを越こえる瞬間しゅんかんだけは、誰だれも観測かんそくできない。気きづいたときにはもう朝あさで、その間かんの数時間すうじかんは、なかったことになっている。夢ゆめを見みた夜よるは、まだましなのかもしれない。少すくなくともそこには、途切とぎれながらも何なにかがあった。

手術室しゅじゅつしつでは、それがもっと速はやく起おきる。麻酔科医ますいかいが薬くすりを流ながし込こみ、患者かんじゃに10から逆ぎゃくに数かぞえてもらう。10、9、8——たいていの人ひとは、7まで行いかない。

そして戻もどってくる。数時間すうじかん後ご、何事なにごともなかったかのように。手術しゅじゅつは終おわっている。時計とけいの針はりは進すすんでいる。体からだには切開せっかいの跡あとが残のこっている。それなのに、本人ほんにんの側がわには、何なにも残のこっていない。痛いたみも、退屈たいくつも、恐怖きょうふもない。空白くうはくですらない。空白くうはくというのは「何なにもなかった時間じかん」を覚おぼえているということだが、そういう覚おぼえ方ほうすら、そこにはない。

その数時間すうじかん、あなたはどこにいたのだろう。

誰だれも、自分じぶんの不在ふざいを経験けいけんできない

この問といには、奇妙きみょうな非対称性ひたいしょうせいがある。

あなたは、他人たにんが意識いしきを失うしなうところを何度なんどでも観察かんさつできる。呼吸こきゅうが深ふかくなり、まぶたが落おち、呼よびかけへの反応はんのうが消きえる。脳波のうはを取とれば、波形はけいが変かわる瞬間しゅんかんまで記録きろくできる。外そとから見みれば、意識いしきが消きえることは観測かんそく可能かのうな出来事できごとである。

ところが、自分自身じぶんじしんの意識いしきが消きえる瞬間しゅんかんだけは、原理げんり的てきに観測かんそくできない。観測かんそくする主体しゅたいが、まさに消きえるものだからである。人ひとは自分じぶんの不在ふざいに立たち会あえない。

私わたしたちは毎晩まいばんそれを繰くり返かえしている。人生じんせいのおよそ三分さんぶんの一いちを、立たち会あうことのできない状態じょうたいで過すごしている。これほど身近みじかで、これほど頻繁ひんぱんで、これほど誰だれにも避さけられない現象げんしょうについて、私わたしたちはほとんど何なにも知しらない。

脳のうを全部ぜんぶ知しっても、まだ足たりない

人間にんげんの脳のうには、おおよそ860億おく個この神経細胞しんけいさいぼうがある。一ひとつひとつが数千すうせんの他ほかの細胞さいぼうとつながり、電気でんきと化学かがく物質ぶっしつで信号しんごうをやりとりしている。この配線はいせんは、少すこしずつ解とき明あかされてきた。どの領域りょういきが言語げんごに関かかわるか。どの経路けいろが記憶きおくを固定こていするか。どの物質ぶっしつが眠ねむりを誘さそうか。

仮かりに、この配線図はいせんずが完全かんぜんに解明かいめいされたとしよう。すべての細胞さいぼう、すべての接続せつぞく、すべての化学かがく反応はんのうが、余あますところなく記述きじゅつされた未来みらいを想像そうぞうしてほしい。

そのとき、私わたしたちは意識いしきを理解りかいしたことになるだろうか。

ならない、と考かんがえる人々ひとびとがいる。彼かれらの論拠ろんきょは、この文章ぶんしょうの第だい5章ごしょうで扱あつかう。先さきに言いっておくと、その論拠ろんきょは非常ひじょうに強つよい。今いまのところ、誰だれもそれを崩くずせていない。

だから、この文章ぶんしょうは遠回とおまわりをする。意識いしきの話はなしから始はじめるのではなく、まったく別べつの場所ばしょから始はじめる。

何なにもない場所ばしょから。

何なにもない場所ばしょを作つくりたければ、まず空気くうきを抜ぬく。次つぎに光ひかりを消けす。それでも足たりない。原子げんしが持もつ最後さいごの熱ねつまで奪うばうために、絶対零度ぜったいれいどまで冷ひやす。
ここまでやれば、そこには何なにも残のこらないはずだった。

残のこった。

ブランコは、止とまれない

子こどものころ、公園こうえんのブランコを完全かんぜんに止とめようとしたことがあるだろうか。手てで押おさえれば止とまる。手てを離はなすと、たいていまた少すこし揺ゆれる。

古典的こてんてきな物理学ぶつりがくでは、これは技術ぎじゅつの問題もんだいにすぎない。理想的りそうてきな条件じょうけんを整ととのえれば、振ふり子こは完全かんぜんに静止せいしできる。エネルギーはゼロになる。

量子りょうし力学りきがく（量子力学 / quantum mechanics）では、そうならない。

理由りゆうは、不ふ確定かくてい性せい原理げんり（不确定性原理 / uncertainty principle）にある。この原理げんりは、粒子りゅうしの位置いちと運動量うんどうりょうを同時どうじに正確せいかくに確定かくていさせることを禁きんじている。完全かんぜんな静止せいしとは、位置いちが確定かくていし、かつ運動量うんどうりょうがゼロで確定かくていしている状態じょうたいのことだ。つまり、両方りょうほうが同時どうじに決きまってしまう。それは、この原理げんりに反はんする。

だから、振動しんどうは止とまらない。最もっとも低ひくいエネルギー状態じょうたいにあってさえ、系けいは震ふるえ続つづける。この消けせない残のこりを零れい点てんエネルギー（零点能 / zero-point energy）という。

これは奇説きせつではない。大学だいがくの量子りょうし力学りきがくの教科書きょうかしょに、最初さいしょのほうで出でてくる。調和ちょうわ振動子しんどうしという最もっとも基本的きほんてきな問題もんだいを解とけば、最低さいてい準位じゅんいのエネルギーが二分にぶんの一いちエイチバー・オメガという有限ゆうげんの値あたいになる。何十なんじゅう年ねんも、世界中せかいじゅうの学生がくせいが同おなじ計算けいさんをして同おなじ答こたえにたどり着ついてきた。

問題もんだいは、この「震ふるえ」が、何なにもない空間くうかんそのものにも当あてはまるということである。

電磁場でんじばを量子りょうし力学りきがく的てきに扱あつかうと、場ばは無数むすうの振動子しんどうしの集あつまりとして記述きじゅつされる。振動子しんどうしである以上いじょう、零れい点てんエネルギーを持もつ。したがって——何なにも入はいっていない空間くうかんは、震ふるえている。

真空しんくうとは、何なにもない場所ばしょの名前なまえではない。取とり除のぞけるものを全部ぜんぶ取とり除のぞいた後あとに、それでも残のこるものの名前なまえである。

二に枚まいの板いたが、勝手かってに近ちかづく

理論りろんがそう言いっているだけなら、まだ議論ぎろんの余地よちがある。だが、この「震ふるえ」は物ものを動うごかす。

1948年ねん、オランダの物理学ぶつりがく者しゃヘンドリック・カシミール（亨德里克·卡西米尔 / Hendrik Casimir）が、奇妙きみょうな予言よげんをした。真空中しんくうちゅうに二に枚まいの金属きんぞく板いたを非常ひじょうに近ちかづけて向むかい合あわせると、両者りょうしゃのあいだに引力いんりょくが生しょうじる、というものである。板いたは帯電たいでんしていない。磁石じしゃくでもない。あいだには何なにもない。それでも引ひき合あう。

仕組しくみは、驚おどろくほど単純たんじゅんだ。

二に枚まいの板いたのあいだには、その隙間すきまにちょうど収おさまる波長はちょうの振動しんどうしか存在そんざいできない。ギターの弦げんと同おなじである。弦げんの両端りょうたんは固定こていされているから、そこが節せつになる波なみしか鳴ならない。板いたの外側そとがわには、そういう制限せいげんがない。あらゆる波長はちょうが存在そんざいできる。

結果けっかとして、外側そとがわのほうが内側うちがわより「混こんでいる」。この密度みつどの差さが圧力あつりょくの差さを生うみ、板いたを内側うちがわへ押おす。

このカシミール効果こうか（卡西米尔效应 / Casimir effect）は、1997年ねんにスティーブ・ラモローによって精密せいみつに測定そくていされた。予言よげんから半はん世紀せいき近ちかく後あとのことである。効果こうかは微弱びじゃくだが、確たしかにそこにあった。

何なにもないはずのものが、物ものを動うごかした。

「無む」を、光ひかりで叩たたいて聴きく

カシミール効果こうかは、真空しんくうのゆらぎを間接かんせつ的てきに示しめす。板いたが動うごいたことから、その原因げんいんを推おし量はかる。もっと直接的ちょくせつてきに、ゆらぎそのものを測はかることはできないだろうか。

2022年ねん、チューリッヒ工科大学こうかだいがくのグループがそれをやった。

彼かれらが検出けんしゅつしたものが、この実験じっけんを単たんなる測定そくてい以上いじょうのものにしている。

使つかわれたのは195フェムト秒びょう——一いちフェムト秒びょうは1,000兆ちょう分ぶんの1秒いちびょうである——という短みじかさの二本にほんのパルスで、両者りょうしゃは470フェムト秒びょうの飛行ひこう時間じかんだけ隔へだてられていた。この隔へだたりは、光ひかりですら片方かたほうからもう片方かたほうへ届とどかない配置はいちになっている。特殊とくしゅ相対性理論そうたいせいりろんの言葉ことばでいえば、二に点てんは光円錐こうえんすい（光锥 / light cone）の外側そとがわにある。因果いんが的てきに切きり離はなされている。

その二に点てんのあいだに、相関そうかんがあった。

誤解ごかいしないでほしい。これは超ちょう光速こうそくの通信つうしんではない。信号しんごうは送おくられていない。二ふたつの点てんはもともと一ひとつの場ばの一部いちぶであり、その場ばが最初さいしょから持もっている構造こうぞうが、相関そうかんとして現あらわれている。海うみの離はなれた二にか所しょの水面すいめんが、同おなじ一ひとつの海うみのふるまいとして関係かんけいしているのと似にている。片方かたほうを揺ゆらして他方たほうに合図あいずを送おくることはできない。

だが、それでもなお、この結果けっかは静しずかに衝撃的しょうげきてきである。何なにも入はいっていない空間くうかんの、光ひかりでも行いき来きできない二に点てんが、無関係むかんけいではない。

別べつの道みちから、同おなじ場所ばしょへ

一ひとつの実験室じっけんしつが一ひとつの手法しゅほうで得とくた結果けっかは、まだ幻まぼろしかもしれない。装置そうちの癖くせ、測定そくてい系けいのノイズ、解釈かいしゃくの誤あやまり。可能性かのうせいはいくらでもある。

だから、二ふたつのことが続つづいた。

一ひとつは、同おなじグループによる2026年ねんの仕事しごとである。真空しんくう由来ゆらいのゆらぎと、光源こうげんそのものが出だす放射ほうしゃとを、実験的じっけんてきに分離ぶんりしてみせた。「それは装置そうちのノイズではないのか」という、この分野ぶんやに対たいする最もっとも自然しぜんで最もっとも手強てごわい反論はんろんに、正面しょうめんから答こたえたことになる。

もう一ひとつは、まったく別べつの道みちからの接近せっきんだった。カナダのシェルブルック大学だいがくのグループは、光ひかりを使つかわない。極きょく低温ていおんの抵抗器ていこうきとトンネル接合せつごうを用もちい、電子でんしの輸送ゆそうに現あらわれるノイズの三次さんじの相関そうかんから、接合せつごうが受うけている真空しんくうゆらぎを読よみ取とる。検出けんしゅつ系けいが不可避ふかひ的てきに持もち込こむノイズに埋うずもれない形かたちで、真空しんくうのゆらぎを測はかる方法ほうほうである。

光学こうがくの道みちと、電子でんし回路かいろの道みち。使つかう装置そうちも、測はかる対象たいしょうも、理論的りろんてきな枠組わくぐみの見みえ方かたも違ちがう。それが同おなじ結論けつろんに至いたった。

一ひとつの手法しゅほうで見みえたものは、まだ幻まぼろしかもしれない。二ふたつの違ちがう道みちから同おなじものが見みえたとき、それは実在じつざいになる。

物質ぶっしつの性質せいしつを変かえたければ、何なにかを当あてるのが常識じょうしきだった。熱ねつを当あてる。光ひかりを当あてる。磁場じばをかける。電流でんりゅうを流ながす。何なにかを与あたえれば、何なにかが変かわる。

物質ぶっしつの性質せいしつを変かえたければ、何なにかを当あてるのが常識じょうしきだった。熱ねつを当あてる。光ひかりを当あてる。磁場じばをかける。電流でんりゅうを流ながす。何なにかを与あたえれば、何なにかが変かわる。近年きんねんの実験じっけんは、その常識じょうしきの外側そとがわにある。

彼かれらは、何なにも当あてていない。試料しりょうを鏡かがみと鏡かがみのあいだに置おいただけである。閉とじ込こめたのは光ひかりではない。光ひかりがいない状態じょうたい——真空しんくうそのものである。

そして物質ぶっしつは、性質せいしつを変かえた。

鏡かがみを近ちかづけると、無むの形かたちが変かわる

前章ぜんしょうで見みたカシミール効果こうかを思おもい出だしてほしい。二に枚まいの板いたのあいだには、その隙間すきまに収おさまる波長はちょうしか存在そんざいできなかった。

これは裏返うらがえせば、こういうことである。鏡かがみの配置はいちを変かえれば、そこに存在そんざいできる真空しんくうのゆらぎの種類しゅるいが変かわる。

共振器きょうしんき——鏡かがみや金属きんぞくで囲かこまれた小ちいさな空間くうかん——を設計せっけいすることで、その内部ないぶの真空しんくう場ばを意図的いとてきに整形せいけいできる。この考かんがえ方かたをキャビティ量子りょうし電気でんき力学りきがく（腔量子电动力学 / cavity QED）という。

言葉ことばにすると奇妙きみょうに響ひびく。無むを設計せっけいする、という言いい方かたは、詩しの中なかでしか許ゆるされないもののように聞きこえる。

その言葉ことばが、比喩ひゆではなくなった。

量子りょうしホール効果こうかに、つまみが付ついた

2025年ねん、Nature に一本いっぽんの論文ろんぶんが載のった。チューリッヒ工科大学こうかだいがくを中心ちゅうしんとするグループの仕事しごとである。

彼かれらは、半導体はんどうたいの中なかに閉とじ込こめられた極きわめて質しつの高たかい二次元にじげんの電子でんしの海うみを用意よういした。強つよい磁場じばをかけると、この電子でんしの海うみは量子りょうしホール効果こうか（量子霍尔效应 / quantum Hall effect）と呼よばれる状態じょうたいに入はいる。電気でんき抵抗ていこうが階段かいだん状じょうに量子化りょうしかされ、電子でんしどうしが強つよく相関そうかんし合あう、物性ぶっせい物理学ぶつりがくで最もっとも精密せいみつに調しらべられてきた舞台ぶたいの一ひとつである。

その上うえに、分割ぶんかつリング共振器きょうしんきを「浮うかせた」。

共振器きょうしんきは試料しりょうに触ふれていない。光ひかりを照射しょうしゃしてもいない。ただ、距離きょりを変かえられるようにしただけである。

そして、距離きょりを変かえた。

1,200マイクロメートル離はなれていたとき、電子でんしの海うみと真空しんくう場ばの結合けつごうは、ほぼゼロだった。35マイクロメートルまで近ちかづけると、約やく10パーセント。6.4マイクロメートルで18パーセント。1.2マイクロメートルで27パーセント。そして最短さいたんの0.35マイクロメートルで、32パーセントに達たっした。

結合けつごうの強つよさが、距離きょりのつまみ一ひとつで、なめらかに変かわっていく。

同おなじ試料しりょう。同おなじ温度おんど。同おなじ磁場じば。変かえたのは、鏡かがみまでの距離きょりだけ。

そして、電子でんしたちのふるまいが変かわった。奇数きすうの充填じゅうてん因子いんしにおける交換こうかん分裂ぶんれつが減少げんしょうし、4/3、5/3、7/5という分数ぶんすう量子りょうしホール状態じょうたいのエネルギーギャップが増大ぞうだいした。分数ぶんすう量子りょうしホール状態じょうたいというのは、電子でんしどうしの相関そうかんがとりわけ強つよく効きいている、繊細せんさいで壊こわれやすい状態じょうたいである。それが、真空しんくう場ばとの結合けつごうが強つよまるにつれて、むしろ強固きょうこになった。

著者ちょしゃらの解析かいせきによれば、この効果こうかは、真空しんくうの電場でんば勾配こうばいが強つよい領域りょういきで仮想的かそうてきな共振器きょうしんき光子こうしが媒介ばいかいする、実効じっこう的てきな長距離ちょうきょりの引力いんりょく相互作用そうごさように由来ゆらいする。金属きんぞくを近ちかづけたことによる静電せいでん的てきな遮蔽しゃへいの影響えいきょうは、無視むしできる距離きょりで測定そくていされている。

電気でんき抵抗ていこうゼロが、真空しんくうで揺ゆらぐ

2026年ねん、同おなじ Nature に、さらに踏ふみ込こんだ報告ほうこくが載のった。コロンビア大学だいがくを中心ちゅうしんとする国際的こくさいてきなグループの仕事しごとである。

対象たいしょうは超伝導ちょうでんどう（超导 / superconductivity）だった。

超伝導ちょうでんどうは、物質ぶっしつが到達とうたつしうる最もっとも集団的しゅうだんてきな状態じょうたいである。無数むすうの電子でんしが個々ここの振ふる舞まいをやめ、一ひとつの巨大きょだいな量子りょうし状態じょうたいとして揃そろう。電気でんき抵抗ていこうが完全かんぜんに消きえる。物質ぶっしつの中なかで起おきる出来事できごとのうち、最もっとも多数たすうの粒子りゅうしが最もっとも深ふかく協調きょうちょうしている現象げんしょうと言いっていい。

彼かれらは、分子ぶんし性せいの超伝導ちょうでんどう体からだを、六方ろっぽう晶しょう窒化ちっかホウ素そという結晶けっしょうと接触せっしょくさせた。この結晶けっしょうは、赤外せきがい領域りょういきに「双曲そうきょくモード」と呼よばれる特殊とくしゅな電磁でんじモードを持もつ。そしてその周波数しゅうはすうが、超伝導ちょうでんどう体からだの分子ぶんし内ないにある炭素たんそどうしの二に重じゅう結合けつごうの伸縮しんしゅく振動しんどう——超伝導ちょうでんどうの発現はつげんに関与かんよしているとされる振動しんどう——と、ちょうど一致いっちする。

共鳴きょうめいする共振器きょうしんきを、超伝導ちょうでんどう体からだに押おし当あてたことになる。

結果けっか、界面かいめんの近ちかくで超流動ちょうりゅうどう密度みつどが少すくなくとも半分はんぶんに抑制よくせいされた。超流動ちょうりゅうどう密度みつどとは、超伝導ちょうでんどうを担になっている電子でんしがどれだけ揃そろっているかの指標しひょうである。それが半減はんげんした。

対照たいしょう実験じっけんが、この結果けっかを支ささえている。共鳴きょうめい条件じょうけんを満みたさない組くみ合あわせ——別べつの結晶けっしょうを当あてた場合ばあい、別べつの超伝導ちょうでんどう体からだを使つかった場合ばあい——では、この抑制よくせいは現あらわれなかった。そして効果こうかは、超伝導ちょうでんどう転移てんい温度おんどを超こえると消きえる。

著者ちょしゃらは、自分じぶんたちが用もちいた共振器きょうしんきをこう呼よんでいる。外部がいぶ光子こうしのない、暗くらい共振器きょうしんき。

これは一ひとつの偶然ぐうぜんではない

二本にほんの論文ろんぶんだけなら、まだ様子ようすを見みるべきかもしれない。だが、これは点てんではなく面めんになりつつある。

2025年ねんには、原子げんし一層いっそうずつを積つみ重かさねたファンデルワールス・ヘテロ構造こうぞうに共振器きょうしんき電気でんき力学りきがくを適用てきようする仕事しごとが Nature Physics に載のった。2026年ねんには、量子りょうしホール系けいに現あらわれるストライプ状じょうの秩序ちつじょを共振器きょうしんきで制御せいぎょする報告ほうこくが、同おなじ雑誌ざっしに出でた。

真空しんくう場ばを設計せっけいして物質ぶっしつを操あやつるという発想はっそうは、いくつかの独立どくりつしたグループが、異ことなる材料ざいりょう系けいで、それぞれに追おいかけている領域りょういきになった。

ここまでの話はなしに、意識いしきは一度いちども出でてこない。これらの論文ろんぶんは、意識いしきについて一言ひとことも語かたっていない。冷ひやされた半導体はんどうたいと、超伝導ちょうでんどう体からだの薄片はくへん。それだけである。

それでも、この章しょうをここに置おく理由りゆうが一ひとつある。

これらの実験じっけんが証明しょうめいしたのは、「無む」は不活ふかつ性せいではない、ということである。

麻酔ますいがなぜ効きくのか、実じつはまだ完全かんぜんにはわかっていない。

手術しゅじゅつは毎日まいにち、世界中せかいじゅうで行おこなわれている。150年ねん以上いじょうの実績じっせきがある。年間ねんかんに数億すうおく件けん。これほど繰くり返かえされ、これほど信頼しんらいされている医療いりょう行為こういも少すくない。

それでも、教科書きょうかしょのある一点いってんだけが、奇妙きみょうに歯切はぎれが悪わるい。麻酔ますいガスが体からだのどこに作用さようして意識いしきを消けしているのか、その分子ぶんしレベルの標的ひょうてきが、まだ確定かくていしていないのである。

油あぶらに溶とけるものは、意識いしきを消けす

古ふるくから知しられている法則ほうそくが一ひとつある。マイヤー・オーバートン相関そうかんと呼よばれるものだ。

麻酔ますい作用さようを持もつ分子ぶんしは、化学的かがくてきにはまるで似にていない。希きガスもあれば、有機ゆうき溶媒ようばいに近ちかいものもある。構造こうぞうも、反応はんのう性せいも、分子量ぶんしりょうもばらばらである。それなのに、麻酔ますいの強つよさは一ひとつの量りょうとよく相関そうかんする。脂質ししつへの溶とけやすさである。オリーブ油ゆに溶とけやすい分子ぶんしほど、よく効きく。

この相関そうかんは、麻酔薬ますいやくが特定とくていの鍵穴かぎあなにはまる鍵かぎとして働はたらいているのではなく、もっと非ひ特異とくい的てきな物理的ぶつりてき相互作用そうごさようによって作用さようしていることを示唆しさする。だとすれば、標的ひょうてきは一ひとつかもしれない。多様たような分子ぶんしが、多様たような受容体じゅようたいに別々べつべつに作用さようしているのではなく、共通きょうつうの一いちか所しょを叩たたいているのかもしれない。

候補こうほは長ながらく探さがされてきた。神経しんけいのイオンチャネル、受容体じゅようたい、ミトコンドリア、シナプスのタンパク質しつ。2008年ねんに至いたる一連いちれんの徹底てっていした研究けんきゅうで、膜まく受容体じゅようたいやイオンチャネルは、単一たんいつの標的ひょうてきとしては除外じょがいされた。

除外じょがいされずに残のこったものの一ひとつが、微小管びしょうかん（微管 / microtubule）である。

微小管びしょうかんは、細胞さいぼうの骨格こっかくをなす管状かんじょうの構造物こうぞうぶつだ。すべての細胞さいぼうにある。細胞さいぼう分裂ぶんれつで染色体せんしょくたいを引ひっ張ぱる役やくも担になう。ただし神経細胞しんけいさいぼうでは、物質ぶっしつの輸送ゆそうや可塑性かそせいという、より特殊とくしゅな役割やくわりを持もっている。麻酔ますいガスは、この微小管びしょうかんに実際じっさいに結合けつごうすることが確たしかめられている。

抗こうがん剤ざいを受うけた患者かんじゃは、麻酔ますいが効ききにくい

奇妙きみょうな臨床りんしょう報告ほうこくがある。

タキサン系けいの抗こうがん剤ざいは、微小管びしょうかんを安定化あんていかさせる薬くすりである。この治療ちりょうを受うけた乳にゅうがん患者かんじゃは、手術しゅじゅつ中ちゅうの切開せっかいに対たいする血圧けつあつの上昇じょうしょうが有意ゆういに大おおきく、より多おおくの鎮痛薬ちんつうやくを必要ひつようとした——そういう報告ほうこくが2015年ねんに出でている。

示唆しさにとどまるものを、確たしかめるにはどうすればいいか。

条件じょうけんを揃そろえて、動物どうぶつでやってみるしかない。

69秒ろくじゅうきゅうびょう

米国べいこくウェルズリー大学だいがくのグループが、それをやった。

雄おすのラットに、微小管びしょうかんを安定化あんていかさせる薬くすり——エポチロンBという、脳のうに届とどくタイプのもの——を体重たいじゅう一いちキログラムあたり0.75ミリグラム、皮下ひかに投与とうよする。対照たいしょうの日ひには、薬くすりの入はいっていない溶媒ようばいだけを同おなじように打うつ。

そして4パーセントのイソフルランを吸すわせ、立たち直なおり反射はんしゃ（翻正反射 / righting reflex）が消きえるまでの時間じかんを測はかる。ラットを仰向あおむけにしても自分じぶんで起おき上あがれなくなる、その瞬間しゅんかんまでの秒数びょうすうである。意識いしき消失しょうしつの指標しひょうとして、麻酔ますい研究けんきゅうで広ひろく使つかわれている。

微小管びしょうかんを固かためたラットは、意識いしきを失うしなうまでに平均へいきんで69秒ろくじゅうきゅうびょう余計よけいにかかった。8匹はっぴき中ちゅう7匹ひきで潜時せんじが延のびた。統計的とうけいてきな有意ゆうい性せいは高たかく、効果こうか量りょうも大おおきい。

反復はんぷくして麻酔ますいをかけたことによる慣なれではないか、という疑うたがいは、著者ちょしゃら自身じしんが潰つぶしている。薬くすりを投与とうよする前まえの期間きかんの潜時せんじは、むしろわずかに短みじかくなる傾向けいこうにあった。慣なれの寄与きよを最大限さいだいげんに見積みつもっても、69秒ろくじゅうきゅうびょうには届とどかない。

細胞さいぼうの中なかの管くだを少すこし硬かたくしただけで、意識いしきが消きえるまでの時間じかんが変かわった。

電子でんしは同おなじ。違ちがうのは、核かくが回まわっているかどうか

もう一ひとつ、性質せいしつのまるで違ちがう報告ほうこくがある。こちらは、段だんを一ひとつ上あがる。

キセノンは、それ自体じたいが麻酔ますいガスとして使つかわれる希きガスである。この元素げんそには、いくつかの同位体どういたいがある。同位体どういたいどうしは、電子でんしの数かずも配置はいちも完全かんぜんに同おなじで、化学的かがくてきな性質せいしつは区別くべつがつかない。違ちがうのは原子核げんしかくの中身なかみ、そしてその結果けっかとしての核かくスピン（核自旋 / nuclear spin）——核かくが持もつ自転じてんのような量子りょうし的てき性質せいしつ——だけである。

マウスを用もちいた実験じっけんで、核かくスピンが半整数はんせいすうである同位体どういたいのほうが、麻酔ますいとしての効ききが弱よわいという結果けっかが報告ほうこくされている。

電子でんしは同おなじ。化学かがく反応はんのうも同おなじ。違ちがうのは、核かくが回まわっているかどうかだけ。

核かくスピンはゼロでない限かぎり、量子りょうしビットとして振ふる舞まいうる。もし意識いしきが量子りょうし的てきな重かさね合あわせに関係かんけいしているなら、核かくスピンを持もつ同位体どういたいは重かさね合あわせの形成けいせいに寄与きよし、麻酔ますい作用さように逆さからう方向ほうこうに働はたらくかもしれない——そういう解釈かいしゃくが提案ていあんされている。

神経しんけいを包つつむ絶縁体ぜつえんたいは、断面図だんめんずで見みると共振器きょうしんきの形かたちをしている

ここまでは、意識いしきを消けす側がわからの接近せっきんだった。逆ぎゃくから近ちかづいた仕事しごともある。

上海大学しゃんはいだいがくと四川しせん大学だいがくのグループが、2024年ねんに Physical Review E に発表はっぴょうした論文ろんぶんである。彼かれらが目めをつけたのは、ミエリン鞘さや（髓鞘 / myelin sheath）だった。

ミエリン鞘さやは、神経線維しんけいせんいを包つつむ脂質ししつの鞘さやである。学校がっこうでは「絶縁体ぜつえんたい」として習ならう。電気でんき信号しんごうが漏もれないようにする被覆ひふくであり、信号しんごうを速はやく伝つたえるための仕組しくみである、と。

断面図だんめんずを見みると、それは同心円どうしんえん状じょうに何百なんびゃく層そうも巻まかれた、長ながさ百ひゃくマイクロメートルほどの円筒えんとうである。

物理学ぶつりがく者しゃは、この形かたちを別べつのものとして見みた。

円筒えんとうは、共振器きょうしんきである。第だい2章にしょうで、鏡かがみと鏡かがみのあいだに真空しんくう場ばを閉とじ込こめた装置そうちを見みた。あれと同おなじ幾何きかが、神経線維しんけいせんいの一本いっぽん一本いっぽんに、無数むすうに並ならんでいる。

彼かれらはキャビティ量子りょうし電気でんき力学りきがくの枠組わくぐみで計算けいさんした。ミエリンを構成こうせいする脂質ししつ分子ぶんしの尾部びぶには、炭素たんそと水素すいその結合けつごうが大量たいりょうにある。この結合けつごうの振動しんどうが、円筒状えんとうじょうの空洞くうどうの中なかでカスケード的てきに光子こうしを放出ほうしゅつし、量子りょうしもつれ（量子纠缠 / quantum entanglement）の状態じょうたいにある光子こうし対たいを、相当そうとう数すう生うみ出だしうる——それが計算けいさんの結論けつろんだった。

なぜこれが意識いしきの話はなしになるのか。

彼かれらが冒頭ぼうとうに置おいている問題もんだい意識いしきは、こうである。脳のうの働はたらきは、何なに百万ひゃくまんという神経細胞しんけいさいぼうが同時どうじに足並あしなみを揃そろえることに依存いぞんしている。ところが、その精密せいみつな同期どうきがどうやって実現じつげんされているのか、その仕組しくみは解明かいめいされていない。電気でんき信号しんごうの伝達でんたつ速度そくどでは、説明せつめいのつかない速はやさがある。

もし脳のうが、自前じまえでもつれた光子こうし対たいを作つくれるのなら、それが同期どうきの資源しげんになっているのではないか。