タイムトラベラーを認証する方法

タイムトラベルは完全なSFではない

これをただのたわごとだと切り捨てる前に、タイムトラベルに関する実際の科学研究をいくつか見ておく価値があります。これはSF作家や陰謀論者だけの領域ではありません。歴史上もっとも尊敬される物理学者や数学者の中にも、この可能性を真剣に研究した人たちがいます。

1949年、数学者のクルト・ゲーデルはアインシュタインの場の方程式の解を発表しました [PDF]。それは回転する宇宙を記述するもので、その時空には閉じた時間的曲線が含まれうるというものでした。要するに、時空の中を通って過去へ戻ってくる経路です。ゲーデルのモデルは私たちが実際に観測している宇宙を記述しているわけではありませんが、アインシュタインの方程式がそうした経路を一律に禁じているわけではないことを示しました。

1988年には、マイケル・モリス、のちにノーベル賞を受賞するキップ・ソーン、ウルビ・ユルトセベルの三人が「ワームホール、タイムマシン、弱いエネルギー条件」 [PDF]を発表し、通過可能なワームホールを理論上タイムマシンに変えられるかどうかを検討しました。さらに1991年には、量子コンピューティングの先駆者であるデイヴィッド・ドイッチュが「閉じた時間的線の近くでの量子力学」 [PDF]を発表し、量子系が自分自身の過去と相互作用すると何が起きるかを探りました。

2014年には、クイーンズランド大学の研究者たちが閉じた時間的曲線の実験的シミュレーション [PDF]まで発表しています。彼らは、量子系が過去の自分自身と相互作用する様子をシミュレートしました。念のため言っておくと、実際に何かを過去へ送ったわけではありません。ただ、こうした理論モデルが予測する振る舞いの一部を実験で調べることはできたのです。

もちろん、こうしたことが本当に実現できるのかについては、科学的にかなりの懐疑論があります。スティーヴン・ホーキングは1992年に時間順序保護仮説 [PDF]を提唱し、物理法則が閉じた時間的曲線の形成を妨げ、それによって過去への移動を禁じているのかもしれないと論じました。

これらの理論や実験のどれも、過去への通信が実現可能だと示しているわけではありませんし、AIや量子コンピューティングがそこに私たちを近づけてくれるとも限りません。それでも、これは高く評価されている科学者たちによる正当な科学研究です。十分に進んだ技術と、物理学へのより深い理解があれば何が可能になるのかを考えてみるのは、無理のないことだと思います。

もっと大事なのは、その可能性に備えるコストが私にとってほぼゼロだということです。

タイムトラベラーを認証するという問題

明日、誰かが私に近づいてきて、自分は未来から来たと言ったとします。私が知っておくべき重要な情報を持っていて、信じてほしいと言い張ります。その人が本当のことを言っているかどうか、どうやって判断すればいいのでしょうか。

これから起きることを予言してもらうことはできますし、それは実際に役立つ証拠になるかもしれません。明日の宝くじの当選番号や、1時間後のある株の終値を正確に当てたら、私だって間違いなく興味を持ちます。それでも予言が当たるのを待たなければなりませんし、出来事を予言できたからといって、その人が何者なのか、どうやってその情報を手に入れたのかがわかるとは限りません。

私が本当に必要としているのは、私にしか知りえない情報です。今のうちに決めておいて、未来の私がタイムトラベラーに教え、そのタイムトラベラーが私のところへ持ち帰ってこられるもの。そうすれば、通信が一方向にしか届かず、追加の質問をする機会がまったくなかったとしても、そのメッセージをその場で認証できます。

これは基本的に、コンピューターセキュリティにおける共有秘密による認証と同じ仕組みです。同じ秘密を持っている二者は、その情報を使って信頼関係を築けます。ただしこの場合、二者を隔てているのは距離ではなく時間で、しかもその秘密は誰かが私に接触してくる前に存在していなければなりません。

秘密は先に用意しておく

今のうちにフレーズを決めておく一番の理由は、セキュリティです。明日誰かが接触してきて、それを受けて私がパスワードを考えたとしても、そのパスワードはすでに経験した出会いを認証する役には立ちません。すでに誰かから受け取った情報を検証するのに、まだ考えてもいない秘密は使えないのです。

もう一つ、考えておくべきタイムトラベル特有の問題があります。ここから話が少し妙になります。

誰かが過去にさかのぼってきて、私に秘密のフレーズを教えたとします。何年もたってから、私は過去へ旅立つ前のその人に出会い、若い頃の私に会ったときに何を言えばいいかわかるように、そのフレーズを教えます。

そのフレーズは、どこから来たのでしょうか。

私はそれをタイムトラベラーから教わり、タイムトラベラーは私から教わり、その私はタイムトラベラーから教わった。実際には誰もそれを考え出していません。情報は、特定できる起源を持たないままループの中に存在しているのです。

これはブートストラップのパラドックスと呼ばれ、存在論的パラドックスとも言われます。哲学者や物理学者は、こうした因果のループがありうるのかどうかを議論してきましたが、私としては自分のパスワードでそんなものを作るのは避けたいところです。

もう一つ、あまり目立たないシナリオがあります。誰かが未来から来たと言って私に近づいてきたものの、秘密のフレーズは教えてくれなかったとします。そこで私は、その人を認証するためにフレーズを考えなければと即座に判断します。その場でフレーズを考え、未来でその人に再会したとき、過去へ旅立つ前に教えようと計画するわけです。

フレーズそのものは私が考えたので、特定できる起源があります。ですから、厳密な意味ではブートストラップのパラドックスとは言えないかもしれません。でも、そもそも私がそれを考えたきっかけは何でしょうか。未来から来たと名乗る人物が近づいてきて、それを作る理由を私に与えたのです。認証の仕組みを作るという決断自体が、未来に起源を持つかもしれない出来事にすでに影響されていたことになります。

それでフレーズが無効になるわけではありませんが、それを作るという決断が、タイムトラベラーとされる人物との出会いから独立していなかったことにはなります。さらに重要なのは、それでは私にフレーズを考えさせた当の接触を認証できないということです。

私が欲しいのは独立した起源を持つ秘密、つまりタイムトラベラーを名乗る誰かがそれを作る理由を与えてくるより前に確立された秘密です。

だからといって、あらゆる因果のループを排除できたわけではありません。それどころか、もしこの仕組みが本当に機能すれば、私が前提にしている単一の時間軸モデルのもとでは、その周辺の出来事は必然的にループを形成します。私が2055年にフレーズを明かすのは2027年にそれを受け取ったからで、2027年にそれを受け取った唯一の理由は2055年に私がそれを明かしたからだ、ということになるかもしれません。それでも、情報そのものは2026年に私が考え出したものなので、独立した起源を持っています。その情報にまつわる出来事が時間をまたいで因果的につながっていても、それは変わりません。

自分がすでに、もっと大きな因果のループの一部になっていないとどうして言えるでしょうか。もしかすると、明日私に接触しようとしているタイムトラベラーがいて、私の人生の何かがすでに過去への通信の影響を受けているのかもしれません。この問題について考えようと決めたこと自体が、まだ起きていない出来事に何らかの形で影響されていた可能性だってあります。

その可能性を完全に排除することはできませんし、フレーズを考えるという私の決断が、ありうるすべての未来の出来事から因果的に独立していると証明することもできません。それでも、自分が認識しているどの出会いよりも前にフレーズを確立しておくことはできます。それは妥当な予防策に思えます。

だからこそ、誰もが早めにこれをやっておくべきだと思うのです。誰かが未来から来たと名乗るまで待っていたら、あらかじめ確立しておいた秘密でその最初の出会いを認証する機会は、もう逃しています。

私はすでに自分のフレーズを考えてあります。そして2026年11月12日現在、タイムトラベラーを名乗る人物からの接触はありません。

自分用のタイムトラベル・パスワードを用意する方法

まず、他人が推測するのがきわめて難しいフレーズを考えます。有名な引用句や、よくある言い回し、あなたと簡単に結びつけられるものは使わないでください。誰かが偶然まったく同じ言葉の並びを思いつく可能性がほぼありえないくらい、変わったものにしましょう。

次に、これが重要なのですが、どこにも書き留めないでください。スマートフォンに入力するのも、パスワードマネージャーに保存するのも、暗号化した文書に書くのも、ChatGPTに話すのもだめです。配偶者にも教えてはいけません。肝心なのは、そのフレーズを知っているのが世界であなた一人だけで、その情報が脳の外のどこにも一度も保存されたことがない、という点です。

もちろん、これには実際的な問題があります。適当なフレーズを、この先20年、30年、あるいは50年もどうやって覚えておけばいいのでしょうか。

おすすめは、毎朝歯を磨きながら心の中でそれを繰り返すことです。歯磨きはどうせ毎日しているのですから、フレーズをその習慣に結びつけてしまいましょう。そのうち、フレーズを思い出すこと自体が習慣の一部になるはずです。絶対に忘れないという保証はありませんし、長い年月のうちに、気づかないまま一部を覚え違えてしまう可能性もあります。繰り返し唱えることは助けになるはずですし、誰かに言われたときに正しいフレーズだと認識するほうが、記憶から完璧に思い出すよりも簡単かもしれません。

フレーズを頭の中だけにしまっておくことにも限界があります。もし未来の技術で記憶を再構成したり、脳から直接情報を読み取ったりできるようになれば、フレーズは私が思っているほど秘密ではないかもしれません。思考を過去へ投影できる技術についてすでにあれこれ想像しているのですから、未来の技術が思考を取り出せる可能性も考えておくのが筋でしょう。この二つは必ずしも同じ能力ではありませんが、いずれにしても、私のやり方は誰も別の手段でフレーズを入手していないことを前提にしています。

技術に詳しい読者なら、今のうちにフレーズの暗号学的ハッシュを公開しておけばいい、と言うかもしれません。そうすればタイムスタンプ付きのコミットメントになり、後で誰でも検証できます。これは正当な方法で、タイムトラベラーとされる人物と出会う前に私がそのフレーズを決めていたことを、他の人も確認できるようになります。ハッシュを公開すると攻撃者に推測を試す手段を与えることにもなるので、十分に予測しにくいフレーズを使う必要があります。個人的には、たとえオフラインのコンピューターであっても、フレーズをコンピューターに入力すること自体を避けたいと思っています。

つまり、この実験は主に私自身のためのものだということです。私の話を信じてくれる人もいるかもしれませんが、独立して検証できる証拠がなければ、タイムトラベラーとされる人物が現れる前に私が本当にそのフレーズを知っていたことは立証できません。

それで構いません。私が納得させたいのは自分自身であって、世界中の人ではないのです。

タイムトラベラーに出会ったらどうなるか

2027年だとしましょう。誰かがとんでもない主張を携えて私に近づいてきます。自分は未来から来た、あるいは過去へ情報を送る方法を見つけた、そしてあなたに伝えたいことがある、と。

それは過去へデータを送信できる何らかの高度なコンピューターシステムかもしれません。誰かの意識に直接情報を投影する方法を見つけたのかもしれません。物理的なタイムマシンを作った可能性だってあります。人を運ぶより情報を送るほうが実現しやすいだろうと私は思っていますが、それはただの直感です。

仕組みが何であれ、その人は私の秘密のフレーズを一字一句そのまま口にします。

いったいどうしてそれを知っているのか。私は一度も明かしたことがないし、私の知るかぎり、私以外にその情報に触れた人はいません。誰かがそれを知っているからといって、タイムトラベルが自動的に証明されるわけではありませんが、何かとんでもないことが起きたという、かなり強力な証拠にはなるでしょう。

もちろん、私のフレーズを知っていることがタイムトラベルの絶対的な証明にならないのはわかっています。誰かが私の心を読める技術を開発したのかもしれないし、気づかないうちに私がうっかりフレーズを漏らしていたのかもしれません。過去への通信以外にも考えうる説明はありますが、一度も明かしたことのないそのフレーズを正確に告げられたら、私が注目するのは間違いありません。

ただ、この時点でフレーズは役目を終えています。他の誰かが知ってしまった以上、もう私だけが知る秘密としては機能しません。その人が明日もう一度フレーズを言ったとしても、新しいことは何も証明されないのです。

そこで別の疑問が出てきます。その後のメッセージはどう認証すればいいのか。そして、最初のメッセージを送ったのは自分だと最終的に名乗り出る人物を、どう検証すればいいのでしょうか。

旅人と手配した人物が別人だったら

2027年に、人物Aが私に近づいてきて秘密のフレーズを告げたとします。この人が誰なのかはまったくわかりませんが、フレーズを知っているという事実があるので、私は真剣に受け止めます。

その後2055年に、私は人物Bに出会います。Bは、自分がその技術を開発し、私に接触させるために誰かを2027年へ送り返す計画を立てていると説明します。送られるのはB本人ではありません。人物Aで、そのAは2055年にはもう生きていないか、私と話せる状況にないかもしれません。

人物Bをどうやって認証すればいいのでしょうか。

私が前提にしている単一で自己無撞着な時間軸では、フレーズはすでに無事に届いています。Bが何かの理由で送り損ねるかどうかは心配していません。心配なのは、間違った相手を信用してしまうこと、つまり実際には手配していない出来事について自分の手柄だと主張する誰かを信じてしまうことです。

私はこれをコンピューターセキュリティの問題として考えてきましたが、公開鍵暗号がその解決策を提供してくれます。

2027年に人物Aが接触してくるとき、秘密のフレーズを伝えるだけではなく、その旅を手配した人物の暗号学的な公開鍵も渡してもらいます。公開鍵はもともと共有されることを前提に作られているので、保存しておいても秘密が損なわれることはありません。

私はその鍵を、出会いの詳細とあわせて保管しておきます。最初のフレーズとは違って、この情報は書き留めても電子的に保存しても問題ありません。

時は流れて2055年、人物Bが、人物Aを送り返して私に会わせたのは自分だと名乗り出ます。私はBに対し、2027年に受け取った公開鍵に対応する秘密鍵を持っていることを証明するよう求めることができます。

私は新しくランダムなチャレンジを生成し、Bにそれへデジタル署名してもらいます。その署名が数十年前に受け取った公開鍵で検証できれば、Bがあの以前の出会いに結びついた暗号学的な資格情報を管理しているという証拠になります。私がBの秘密鍵を知る必要は一切なく、人物Aがその場にいる必要もありません。

これはデジタル署名を使ったチャレンジ・レスポンス認証と呼ばれるものです。すでに高度な量子コンピューターの話をしているのですから、暗号には量子攻撃への耐性も求めたいところです。NISTはすでに耐量子計算機デジタル署名アルゴリズム [PDF]を標準化していますが、当然ながら2055年の時点でまだ安全なものを使いたいと思います。

Bがチャレンジに通れば、私は最初のフレーズを明かせます。そしてBは、Aが2027年へ旅立つ前に、そのフレーズを自分の公開鍵とあわせてAに渡せばいいのです。私の視点からすれば、それはそもそも2027年に私が受け取った情報がどうやってそこに届いたのか、というだけの話です。

公開鍵にはもう一つ利点があります。最初の出会いの後、秘密のフレーズはもう私だけのものではなくなりますが、秘密鍵はその後のメッセージを認証し続けられます。Bが追加の通信に署名すれば、私は別のパスワードを用意したり、新たな秘密を明かしたりすることなく、それを検証できます。フレーズが最初のつながりを確立し、暗号鍵がそれを維持するわけです。

もちろん、Bが信頼できる人物であることや、その秘密鍵が盗まれたり譲渡されたりしていないことを保証できる暗号の仕組みはありません。この証明で確かめられるのは、以前のメッセージに結びついた鍵を管理していることであって、その人の動機や、独立に検証された身元ではありません。それでも、相手の言葉をただ信じるよりはずっと強い根拠になります。

人物Aが公開鍵を持ってこなかった場合の代替策もあります。最初の出会いそのものに、私とそれを手配した人たちだけが知る情報が含まれているかもしれません。Aが何か変わったことを言ったとか、特定の場所で私に会ったとか、私がその後誰にも明かしていない状況を説明したとか。2055年にBがそうした詳細を独自に語れれば、Bとその出会いを結びつける追加の証拠になります。

これは暗号学的なチャレンジほど強力ではありません。誰かが別の手段でそうした詳細を手に入れた可能性もあるからです。Aが報告を戻さなかったなら、B自身がそれを知らないかもしれません。それでも、特に最初の旅人と連絡がとれない場合には、相手の主張を調べるもう一つの手段になります。

とはいえ、理想を言えば公開鍵が欲しいところです。最初のメッセンジャーが関わらなくても、繰り返し通信を認証できる方法になるからです。

未来の私がこれを読んでいるなら、送り返す人には必ず公開鍵を持たせてください。

タイムトラベラーはあなた自身かもしれない

考えれば考えるほど、もし過去への通信がいつか可能になるなら、私に接触してくるのは実は私自身なのではないかという気がしてきます。

2055年に、私が過去へ情報を送る何らかの方法を見つけたとします。2027年に、秘密のフレーズを含む説明のつかないメッセージを受け取ったことを私は覚えていて、ようやくそれがどこから来たのかを理解します。私は若い頃の自分に、伝えたい情報と一緒にその同じフレーズを送ればいいわけです。

若い私に、そのメッセージが本物だとどう納得させればいいのか。まあ、フレーズはもう知っているので、それをメッセージに入れればいいだけです。若い私はそれを受け取った瞬間、自分が考えて一度も明かしていないフレーズだと気づくでしょう。

このやり方には、他人に頼るのに比べて利点があります。未来の仲介者に自分の秘密を渡す必要がなく、送り手がそれを知っていてよい立場だったのかどうかという曖昧さもありません。未来の私は、2026年からずっと頭の中にそれを持ち歩いてきたので、最初からその情報を持っています。

ただのテストとしてフレーズを送り返せる、という考えも気に入っています。必ずしも世界を揺るがすような大発見を送る必要はありません。フレーズを受け取るだけで、何かとんでもないことが起きたとわかるので、そこから調べ始めればいいのです。

ただし、落とし穴があります。私が前提にしている単一の時間軸モデルでは、一度もメッセージを受け取らないまま2055年を迎えて、そこで自分の過去にメッセージを付け足そうと決めることはできません。もし2055年に私が自分にメッセージを送るなら、そのメッセージは2027年の時点ですでに私の経験の一部になっていなければならないのです。フレーズそのものは2026年に独立して生まれたものですが、これが私には排除できない因果のループです。

送信できるまで私が生きていない可能性もあります。誰かがフレーズを知る前に私が死んでしまえば、それを明かせる未来の私は存在しません。誰かが別の手段でその情報を手に入れないかぎり、このプロトコルは私とともに終わります。

もしタイムマシンを発明することがあったら、先延ばしにしないほうがいい理由がもう一つ増えたわけです。

パスワードが一つで足りる理由

最初は、タイムトラベラーを名乗る人が嘘をついていた場合に備えて、予備のパスワードをいくつか用意しておくのもいいかもしれないと考えていました。でも考えれば考えるほど、自分が関係者全員にとって時間が前に進んでいるかのようにこの問題をとらえていたことに気づきました。

2055年に誰かが私に近づいてきて、これから2027年に戻ってあなたに接触するつもりだと言ったとします。その人が本当のことを言っていて、私たちが単一で自己無撞着な時間軸の中にいるなら、2027年のその出会いは私の視点ではすでに起きています。私は28年前に秘密のフレーズを受け取っていて、その後の年月を、誰かが未来から私に情報を伝えてきた、あるいは少なくとも何らかの方法で私の秘密を手に入れた、と知りながら過ごしてきたはずです。

2055年になっても誰もそのフレーズで接触してきていないなら、2027年に戻るつもりだと言う人に、なぜそれを教える必要があるでしょうか。その人の主張は私の経験と一致しません。その人が話している出来事が私の過去には含まれていなかったことを、少なくとも私が経験してきた時間軸では、私はもう知っているはずです。

タイムトラベラーの視点では、2055年にフレーズを受け取り、それを2027年へ送るという順番で物事が起きます。私の視点では、2027年にフレーズを受け取り、最終的にそれを送ることになる人物に出会うのは2055年になってからです。その人に会う頃には、話題になっている出来事を私はすでに経験しています。

もちろん、時間軸が複数あるのかもしれないし、過去を変えると現実の別の分岐が生まれるのかもしれません。それがどういう仕組みになるのか私にはまったくわかりませんし、それは誰にもわかりません。私のやり方は、単一で一貫した歴史の中で過去への通信が可能であることを前提にしています。過去を変えるとまったく別の時間軸が生まれるのなら、何もかも前提が崩れます。

私が置いている前提のもとでは、いつか使うと約束する見知らぬ人にフレーズを教えて、何度も失敗する試みに備える必要はありません。成功した試みの証拠は、私が未来でそれを明かす必要が出てくるより前に、すでに私の過去に存在しているはずです。

最初のメッセージが届けば、その後の通信を認証する手段は他にあります。公開鍵を使う方法なら、もう秘密ではなくなった秘密に何度も頼ることなく、その関係を維持できます。

だからといって、同じフレーズで、いつか現れるかもしれない無関係なタイムトラベラー全員をそれぞれ独立に認証できるわけではありません。この最初のつながりを確立するのにフレーズは一つあれば十分で、その後は別の資格情報に頼ればいい、ということです。

予備のフレーズをいくつか持っておくのは？

秘密のフレーズをいくつも用意していない理由には、もう一つ、もっと実際的なものがあります。そもそも未来から本物のメッセージを一つ受け取る確率でさえ、きわめて低いと私は思っています。それぞれに未使用の秘密が必要な、互いに無関係な最初の接触にいくつも備えるのは、さらにありえない可能性のために計画を立てているように感じます。

そうした出会いが互いに独立しているなら、複数回成功する確率は、一回成功する確率よりも天文学的に低くなりえます。単純な例で言えば、独立した二つの機会がそれぞれ100万分の1の確率で成功するなら、両方が成功する確率は1兆分の1です。これはタイムトラベルの確率の見積もりではありません。独立した出会いのためにパスワードを一式まとめて覚えておく気にならない理由を、示しているだけです。

ただし、重要な落とし穴があります。出会いが互いに独立していないかもしれないのです。誰かが過去へメッセージを送る方法を見つけたなら、二通目を送るのは簡単かもしれません。最初のメッセージを受け取れば、何が可能かについての私の見方も根本から変わるでしょう。最初のメッセージが届いた後でも、二通目がきわめてありえないままだとは考えられません。

だからこそ、この区別が重要なのです。すでに確立されたつながりからの追加のメッセージには、公開鍵を使えます。本当に無関係な最初の接触なら新しい秘密が必要かもしれませんが、そうした接触にいくつも前もって備えるのは、もともとありそうにないと思っている可能性のために、覚えることを増やすだけです。フレーズ一つが、ちょうどいい備えの量に思えます。

私はフレーズ一つでいきます。あとは忘れないようにするだけです。

私が実際にこれをやっている理由

こんなことが一度も役に立たない可能性が非常に高いのはわかっています。過去への通信が可能かどうかはわかっていませんし、物理法則がそれを完全に妨げているかもしれないという真剣な科学的議論もあります。それでも、過去と通信するあらゆる方法を頭から否定できるほど、私たちが宇宙のことを理解しているとは思えません。100年前の人から見れば、今の私たちの技術はかなりとんでもないものに見えたでしょうし、この先100年の科学的発見が何をもたらすのか、わかっているふりをするつもりはありません。

この試みで私が惹かれるのは、備えるコストが実質的にゼロだという点です。お金を使う必要も、新しいことを学ぶ必要も、日課を変える必要もありません。変わったフレーズを一つ覚えて、早まって明かさないように気をつけるだけです。

タイムトラベルが実現しなければ、結局どうでもよかったことを毎朝数秒考えていただけで終わります。それなら別に構いません。でも、もし誰かが本当に過去へ情報を送る方法を見つけたなら、最初の接触を認証する手段をすでに用意しておきたいのです。そして送ってくるのが未来の私自身なら、若い私は疑ってかかるし、未来から来たと言うだけでは通用しないということを、わかっておいてほしいと思います。

大事なのは、誰かが接触してくる前にフレーズが存在していることです。そうすればフレーズは独立した起源を持ち、私はすぐにそれだと気づけますし、まだ認証していない相手に応じて認証方法を考え出すはめにもなりません。

私はもうやりました。自分のフレーズがあって、誰にも教えていません。このブログ記事にイースターエッグとして埋め込んだりもしていません。

同じ可能性に備えてみたいなら、今日のうちに自分のフレーズを考えておくことをおすすめします。書き留めず、誰にも言わず、毎朝歯を磨きながら心の中で繰り返してください。

もしかすると、未来のあなたはもう、あなたに接触する方法を考えているところかもしれません。備えておいて損はないでしょう。