フアン・マルティン・マルダセナ：ホログラフィック宇宙を構築した男

1997年、29歳のアルゼンチン人物理学者が、重力のある宇宙は、重力のないより平坦な宇宙と数学的に同一である可能性があるという論文を発表した。まるで現実の端に隠されたホログラムがあるかのような提案だった。それから約30年が経ち、25,000回以上引用されたその論文は、現在「AdS/CFT対応」と呼ばれ、高エネルギー物理学の歴史の中で最も引用される論文の一つとなっている。フアン・マルティン・マルダセナ（Juan Martín Maldacena）は、同僚から「同世代で最高」と評される数少ない現役物理学者の一人となった。

ブエノスアイレスからバリローチェへ

マルダセナは1968年9月10日にアルゼンチンで生まれた。ブエノスアイレス大学で物理学の訓練を開始した後、アルゼンチンで最も権威のある物理学者養成機関であるバリローチェのバルセイロ研究所（Instituto Balseiro）に移り、1991年にヘラルド・アルダサバル（Gerardo Aldazábal）の下で学士号を取得した。その後、プリンストン大学に移り、カーティス・カラン（Curtis Callan）の指導の下、「弦理論におけるブラックホール」というタイトルの論文で1996年に博士号を取得した。ブラックホールと弦理論は彼のキャリアの両極となり、その衝突が彼の決定的なアイデアを生み出すことになった。

理論物理学を書き換えた予想

ラトガース大学でのポスドクを経て、マルダセナは1997年にハーバード大学の准教授に就任した。同年、彼を有名にした論文を発表している。AdS/CFT対応は、曲がった「反ド・ジッター（anti-de Sitter）」空間で作用する重力理論と、その空間の低次元境界に存在する重力のない量子理論である共形場理論との間の等価性を提案するものである。簡単に言えば、重力のある宇宙は、重力のない宇宙から投影されたホログラムとして完全に記述できるということだ。2007年に彼をフェローに選出したアメリカ芸術科学アカデミーは、1997年のこの提案がその後の数年間で「多くの確認を伴う大きな影響」を与えたと評価している。これは物理学者に初めて量子重力の機能的な数学的モデルを提供し、弦理論と量子色力学の間に、研究者が現在も双方向に往来する架け橋を築いた。

1999年までにハーバード大学は彼を正教授に昇進させた。これは博士号取得からわずか3年という異例の速さだった。2年後、彼はアインシュタインやゲーデルがかつて在籍したプリンストン高等研究所に移り、2001年以来現在もそこに留まり、カール・P・ファインバーグ理論物理学教授の称号を保持している。教育義務のない終身雇用により、少数の学者が分野の最も深い問いのみを追求できるようにするという同研究所のモデルは、AdS/CFTを生み出したような長期的な高リスク思考に対する制度的な賭けそのものであり、そこでの彼の在職期間は、プリンストンを通過する若い弦理論家や量子重力研究者の世代にとって、彼を指導者であり参照点にしている。

ブラックホール、量子もつれ、そして時空の性質

マルダセナは1997年で止まらなかった。2001年の広く議論された論文で、彼は「永遠の」ブラックホール（2つの口を持つもの）は、もつれた量子状態のペアと数学的に等価であると主張した。このアイデアは、量子もつれを時空の構造そのものと結びつける現代の研究プログラムの種となった。2013年にはレオナルド・サスキンド（Leonard Susskind）と共同で「ER=EPR」予想を提唱し、もつれた粒子は微視的なワームホールでつながっていることを示唆した。これはアインシュタインの一般相対性理論と量子力学の最も直感に反する特徴を調和させようとする驚くべき試みである。同じ共同研究は、この分野で最も厄介な未解決問題の一つである「ブラックホール・ファイアウォール」パラドックスにも直接取り組んだ。

同僚からの評価

栄誉は着実に、そして重量級のものが続いた。1998年にスローン・フェローシップとパッカード・フェローシップ、1999年にマッカーサー「天才賞」、2000年にサックラー物理学賞、2008年にディラック・メダル、2013年に全米科学アカデミー会員、2012年に初代基礎物理学賞（現在のブレイクスルー賞）、そして2018年にはアルバート・アインシュタイン・メダルとローレンツ・メダルの両方を受賞した。現役の理論家でこの組み合わせを主張できる者は少なく、さらに、そのアイデアが成立するかどうかをコミュニティが検証し終える前の、わずか2年前に発表された単一の予想に対して、人生を変えるような最初の栄誉であるマッカーサー賞を受賞した者はさらに少ない。

同僚の言葉

弦理論の創始者の一人であり、大胆な主張に慣れているレオナルド・サスキンド自身が、マルダセナを「おそらく同世代で最高の物理学者」であり、より鋭く言えば「間違いなく同世代で最高の理論物理学者」と呼んでいる。彼が働く分野の構築を助けた同僚からのその判断は特別な重みを持つ。それは有能で慎重な科学に対して与えられるような言葉ではなく、特定の唯一無二の飛躍に対して与えられるものだ。

フアンが天才と呼ばれる理由

ここでの天才の根拠は、絶え間ない卓越したキャリアではなく、特定可能な想像力の行為に基づいているため、異例に明確である。AdS/CFT対応は既存のツールの漸進的な拡張ではなかった。それは、全く異なる数学的機械から構築され、異なる次元数に住む2つの理論が、密かに同じ理論であると提案した。そのような二重性（一見無関係な構造の間に隠された同一性を見つけること）は、理論物理学において最も希少な通貨であり、ここで発揮されている特定の認知スキルである。それは計算の妙技ではなく、弦理論とゲージ理論を結ぶ一本の糸が実際には荷重を支えていることを、誰も証明を持つ前に見抜く能力である。サスキンドの「同世代で最高」という自発的な言葉は、分野内部からの強力な外部承認である。正直な反論は、AdS/CFTは依然として予想であり、一般的な意味で厳密に証明されたことはなく、反ド・ジッター型ではない我々の宇宙に関する実験的に検証可能な予測をまだ提供していないということだ。一部の物理学者は、30年間の集中的な研究は、現実に対してアイデアを検証したというよりも、アイデアを洗練させ応用してきただけだと警告している。この場合、天才とは、最終的な経験的評決がまだ出ていない理論的洞察の飛躍を指している。

遺産

最終的な評決がどうであれ、AdS/CFTは研究分野全体を再構築し、重力と量子情報を一つの根底にある現実の2つの記述として考えるように物理学者の世代を訓練した。そして、マルダセナの名をアインシュタインやゲーデルと並んで、プリンストン高等研究所の名簿に永久に刻み込んだ。