Does time exist? - Andrew Zimmerman Jones

翻訳: Yumi Urushihara 校正: Tomoyuki Suzuki

The earliest time measurements were

時間の測定の始まりは

observations of cycles of the natural world,

自然界における 周期の観察でした

using patterns of changes from day to night

昼から夜への変化

and season to season to build calendars.

季節の移り変わりのパターンが 暦の作成に使われました

More precise time-keeping, like sundials

より正確に時間を測るよう 日時計や

and mechanical clocks, eventually came along

機械式時計が のちに発明され

to put time in more convenient boxes.

より便利なかたちで 時間がわかるようになりました

But what exactly is it that we’re measuring?

しかし 私達は一体何を 測定しているのでしょう？

Is time something that physically exists,

時間は物理的に 存在するのでしょうか？

or is it just in our heads?

それとも 私達の頭の中に 存在するだけでしょうか？

At first the answer seems obvious—

一見 答えは明らかなように 見えます

of course time exists;

もちろん 時間は存在します

it constantly unfolds all around us,

時間は 私達の周りを 常に流れていて

and it’s hard to imagine the universe without it.

時間がない世界など 想像できません

But our understanding of time started

しかし 時間の概念の理解を

getting complicated thanks to Einstein.

複雑にしたのは アインシュタインです

His theory of relativity tells us that time

アインシュタインの 相対性理論では

passes for everyone, but doesn’t always pass

全ての人に時間は流れるが 異なる状況にいる人には

at the same rate for people in different situations,

必ずしも同じ速さで時間が 流れるわけではないといいます

like those travelling close to the speed of light

例えば 光速に近い速さで 移動している人や

or orbiting a supermassive black hole.

超大質量ブラックホールを 周回している人です

Einstein resolved the malleability of time

アインシュタインは 「時空」を定義づけるために

by combining it with space to define space-time,

時間と空間を紐づけることで 時間の伸縮性を解きほぐしました

which can bend, but behaves in consistent, predictable ways.

「時空」は折れ曲がることもありますが それは一貫性があり予測可能なものです

Einstein’s theory seemed to confirm that time

アインシュタインの理論は 時間が宇宙の構造に

is woven into the very fabric of the universe.

織り込まれていることを 確認したように見えました

But there’s a big question it didn’t fully resolve:

しかし ある疑問について 完全には答えられていませんでした

why is it we can move through space in any direction,

なぜ私達は 空間では どんな方向でも移動できるのに

but through time in only one?

時間となると 一方向にしか移動できないのか？

No matter what we do, the past is always,

私達が何をしたとしても 過去はいつも

stubbornly, behind us.

変わらず 後ろにあります

This is called the arrow of time.

これを「時間の矢」と呼びます

When a drop of food coloring is

食紅が一滴

dropped into a glass of water,

コップの水に落とされたら

we instinctively know that the coloring

私達が直感的に 知っているのは

will drift out from the drop,

その一滴から色が広がり

eventually filling the glass.

コップの水 全体に 色がつくということです

Imagine watching the opposite happen.

その逆の現象が起きるところを 想像してみてください

Here, we’d recognize time as unfolding backwards.

時間の流れが 逆さに なっていることがわかります

We live in a universe where the food coloring

私達は 食紅の色は 水中で広がるという

spreads out in the water,

世界で暮らしています

not a universe where it collects together.

食紅の色が 水中でまとまるという 世界ではありません

In physics, this is described by

物理学では この現象は

the Second Law of Thermodynamics,

熱力学第二法則によって 説明されます

which says that systems will gain disorder,

どんな系においても 時が経つにつれて

or entropy, over time.

エントロピー つまり 不規則性が増すというものです

Systems in our universe move from order to disorder,

宇宙全体としての系は 規則的な状態から不規則な状態になります

and it is that property of the universe

この宇宙の特性が

that defines the direction of time’s arrow.

「時間の矢」の方向を定めます

So if time is such a fundamental property,

時間がこれほど基本的な特性 なのであれば

it should be in our most fundamental equations

宇宙について説明する―

describing the universe, right?

最も基本的な方程式に 含まれているべきですよね？

We currently have two sets of

現在 物理学には

equations that govern physics.

柱となる方程式が ２つあります

General relativity describes the

一般相対性理論は

behavior of very large things,

とても大きなスケールでの現象を 説明します

while quantum physics explains the very small.

一方で 量子物理学は とても小さな世界を説明します

One of the biggest goals in theoretical physics

この半世紀における 理論物理学の

over the last half century has been reconciling

最大の目標の１つは この２つの方程式を

the two into one fundamental “theory of everything."

１つの基本的な「万物の理論」へと 調和させることでした

There have been many attempts

たくさんの試みがありましたが

—none yet proven—

正しいと証明されたものは まだありません

and they treat time in different ways.

時間の概念の扱い方も それぞれ異なります

Oddly enough, one contender called the Wheeler-DeWitt

不思議なことに 候補の一つである

equation, doesn’t include time at all.

ホイーラー・ドウィット方程式には 時間の概念が全く含まれません

Like all current theories of everything,

現在提案されている 全ての万物の理論と同様に

that equation is speculative.

この方程式は 推測の域を出ません

But as a thought experiment,

しかし思考実験として

if it or a similarly time-starved equation

もしこの方程式 または同様に 時間の概念のない方程式が

turned out to be true, would that mean

正しいと証明されたとしたら

that time doesn’t exist, at the most fundamental level?

それは 最も基本的なところで 時間は存在しないということでしょうか？

Could time just be some sort of illusion generated

時間は 私達の宇宙の捉え方に

by the limitations of the way

限界があることで生じた―

we perceive the universe?

幻想のようなもの なのでしょうか？

We don’t yet know, but maybe that’s

まだ分かってはいませんが

the wrong way of thinking about it.

おそらくその考え方は 誤りです

Instead of asking if time exists as a fundamental property,

時間が基本的な特性として 存在しているかを疑うのではなく

maybe it could exist as an emergent one.

時間は創発現象ではないかと 考えてみましょう

Emergent properties are things that don’t exist

創発特性とは

in individual pieces of a system,

集合体を構成する各個体には 存在しない性質が

but do exist for the system as a whole.

集合体となった際に 現れるものです

Each individual water molecule doesn’t have a tide,

水分子単体には 波はありません

but the whole ocean does.

しかし合わさって 海となれば 波ができます

A movie creates change through time by using

映像が 時が経つにつれて 変化するのは

a series of still images that appear to have a fluid,

多くの静止画を使って 連続的で 流れるような

continuous change between them.

動きがあるように 見せているからです

Flipping through the images fast enough,

画像が十分な速さで 連続表示されると

our brains perceive the passage of time

人間の脳は 一連の静止画から

from the sequence of still images.

時の経過を 感じとります

No individual frame of the movie changes

映像を構成する 各画像は 変化したり

or contains the passage of time,

時の流れといったものを 含んだりしません

but it’s a property that comes out of how

しかし これらの画像が 一続きのものとなることで

the pieces are strung together.

生み出される特性なのです

The movement is real, yet also an illusion.

映像の中の動きは本物ですが 同時に幻想でもあります

Could the physics of time somehow be a similar illusion?

では 時間の物理学も 同様に幻想なのでしょうか？

Physicists are still exploring these and other questions,

物理学者は これらの疑問や 他の疑問を 今も研究しています

so we’re far from a complete explanation.

まだ 完全な答えは 遠い場所にあるようです

At least for the moment.

少なくとも 現時点においては