時間の矢

時間の矢

時間の矢（じかんのや）、英語で言うところの Arrow of Time は、1927年にイギリスの天文学者アーサー・エディントンによって提唱された概念です。この概念は、時間の「一方向性」や「非対称性」を示唆しており、物理学における未解決問題の一つとなっています。エディントンは、時間がどのように流れ、なぜ一方向にしか進まないのかを考察しました。

時間の矢の理論的背景

エディントンによると、時間の方向は原子や分子、さらには物体の構成を調査することで理解できるかもしれません。あるいは、宇宙全体を相対的に捉えた四次元マップの概念が時間の流れに影響を与える可能性も考えられています。

この時間の矢に関するパラドックスは、19世紀初頭に微視的な物理法則が巨視的な物質挙動と矛盾することから認識され始めました。微視的な過程は、理論的に時間対称であると考えられていますが、実際には巨視的な現象では時間の一方向性が顕著に見られます。つまり、物質の行動は、時系列で見た場合に過去から未来への一方向に向かって進行するのです。

また、微視的な空間では物体がどの方向にでも移動できるのに対し、時間は明確に過去から未来へと進むための非対称性があります。この性質は、放たれた矢のように一度進めば元には戻らないことから名付けられました。このような「時間の矢」が存在する理由、すなわち時間が過去に向かないのは、物理学上の大きな謎ですが、理解が進んでいません。

エディントンの説明と考察

エディントンは1928年に出版した著書『The Nature of the Physical World（物的世界の本質）』の中で、時間の矢について以下のように説明しました。「任意の矢を描いてみて、その矢の方向に従うと、世界の状態には乱雑さが増えている場合、矢は未来を指している。逆に乱雑さが減少する場合、矢は過去を指している」この理論により、物理学で区別される唯一の事象は乱雑性の増加であるとエディントンは強調しました。

彼は、時間の矢が意識によって鮮明に認識されること、また、その逆転が物理世界を無意味にすることを示唆し、さらに多くの個人の組織や思考の研究が物理学には存在しないという点を指摘しました。

エディントンの主張は、時間の矢はエントロピーと深く結びついており、乱雑さの増加が時間の流れとどう関連しているのかを示しています。彼はこの結論に至るまで、熱力学の特性について長い議論を重ねました。また、エントロピーは、時間の矢によって時間が進む方向を決定づける重要な要素であるとも考えられています。

関連項目

時間の矢に関しては、以下のような関連項目が存在します。

• - 熱力学第二法則: エントロピーの増加を示す法則。
• - ゼノンのパラドックス: 運動に関する思考実験。
• - エントロピー: 状態の乱雑さを表す物理量。
• - 時間反転対称性: 時間が逆行する場合でも物理法則が成り立つという概念。

まとめ

時間の矢の概念は、物理学の根本的な問題に挑む重要な理論であり、エディントンの洞察は現在も多くの研究に影響を与えています。乱雑性と時間の流れの関連性を解明することは、宇宙の理解を深める鍵となるでしょう。

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