時間の矢とアルキメデスの点

時間の矢とアルキメデスの点: 時間の物理学の新たな方向性

著者	ヒュー・プライス
言語	英語
主題	物理学の哲学、時間の矢
出版社	オックスフォード大学出版局
発行日	1996
出版地	アメリカ合衆国
メディアタイプ	印刷版（ハードカバーとペーパーバック）
ページ	306
番号	0-19-510095-6

『時間の矢とアルキメデスの点: 時間の物理学への新たな方向性』は、ヒュー・プライスによる 1996 年の著書で、時間の矢の物理学と哲学について書かれています。この本では、熱力学、宇宙論、電磁気学、量子力学の問題を検討しながら、時間の方向の問題を探求しています。プライスは、時間について、時間の外にある観点である仮想的なアルキメデスの点から考えることが有益であると主張しています。後の章では、逆因果律によって量子力学が直面している多くの哲学的問題を解決できると主張し、この方向で、彼が「高度な作用」と呼ぶものを含む 解釈を提案しています。

プライスは、聖アウグスティヌスの『告白』における観察から始めて、「過去と未来の違いは何か？」「未来は過去に影響を与えることができるか？」「何が時間に方向性を与えるのか？」という疑問に焦点を当て、時間に関する一般的な哲学的疑問を簡単に紹介しています。

次に彼は、ブロック宇宙観を紹介しています。ブロック宇宙観では、「現在」は主観的な概念であり、観察者によって変化すると考えられています。これは、「ここ」という概念が観察者のいる場所によって変化するのと同じです。ブロック宇宙観は、客観的な現在が存在するという考えを否定し、過去、現在、未来はすべて等しく現実であると認めています。次に、この見解を支持する理由と、それに対する一般的な反論を調査します。次に、プライスは、ブロック宇宙を時間の外側からアルキメデスの視点で見るというアイデアを紹介します。これは、本書の残りの部分で採用されている見解です。

最後に、プライスは時間の矢に関する 2 つの問題を提示し、これを分類問題と系譜問題と呼んでいます。分類問題は、異なる時間の矢 (たとえば、熱力学的な時間の矢と宇宙論的な時間の矢) を特徴付け、それらの間の関係を見つける問題です。系譜問題は、物理法則が時間的に可逆的 (つまり対称的) であるように見える場合に、なぜ時間的に非対称性 (つまり矢) が存在するのかを説明する問題です。

熱力学の第二法則から生じる熱力学の時間の矢について説明しています。ルートヴィヒ・ボルツマンと、統計法則としての第二法則の発展について論じています。この章では、ボルツマンのH 定理とロシュミットのパラドックスについても説明しています。プライスは時間対称の見方をしており、第二法則の謎はエントロピーがなぜ増加するのかという問題ではなく、宇宙の始まりではなぜエントロピーが低かったのかという問題であるという結論に達しています。時間対称の見方をすると、彼はエントロピーが再び減少し、宇宙の終わりに最小値に達するのではないかと推測しています。

この章では、放射の見かけ上の非対称性について論じる。つまり、放射は発生源から外側に広がるのがしばしば観察されるが、コヒーレント放射はシンクに収束するのが観察されない。プライスは、カール・ポッパー、ポール・デイヴィス、ディーター・ツェによるこの現象の説明を批判する。ホイーラー・ファインマン吸収体理論について論じ、プライスは放射による時間の矢は熱力学的な時間の矢のより一般的なケースであると結論付ける。

この章でプライスは、ビッグバンのときにエントロピーが低かった理由と、宇宙のもう一方の極限の時間においてもエントロピーが低いと予想すべきかどうかという問題に取り組んでいます。彼は、宇宙は低エントロピー状態で始まり、終わると示唆する黄金宇宙モデルを紹介しています。低エントロピーのビッグバンに関するスティーブン・ホーキングとポール・デイヴィスの説明を精査します。プライスは、ホーキングとデイヴィスの両者が過去と未来に異なる基準を適用する「時間的二重基準」を適用していると結論付けています。したがって、プライスは、その議論には欠陥があると結論付けています。黄金宇宙の見解が擁護され、その意味合いのいくつかが検討されています。

プライスは、いわゆる「入ってくる影響の独立性の原理」を探求しています。これは、システムは相互作用する前は無相関であるが、相互作用後は相関するようになるという考え方です。彼はこの主張を 2 つのバージョンに区別しています。1 つ目はマクロ バージョンで、プライスはこれを低エントロピーの過去と関連付けています。2 つ目はミクロ バージョンで、プライスはこれを μInnocence と呼んでいます。プライスは、低エントロピーの過去はマクロ バージョンを受け入れるためのある程度の理由を与える一方で、μInnocence を受け入れるための理由は少ないと主張しています。μInnocence は直感的にもっともらしいものの、因果関係に関する時間的な二重基準から生じていると主張されています。

この章では、因果関係の概念について探究します。プライス氏は、因果関係の概念は一般に認められている以上に物理学者に大きな影響を与えていると主張します。彼は、因果関係の時間的非対称性は物理的非対称性から生じるという議論を探求しますが、最終的には、特に微視的レベルでは、この議論は説得力がないと判断します。彼は、最も妥当な説明は、因果関係の見かけ上の非対称性は人間中心的であるということであると主張して、この章を締めくくります。つまり、因果関係は時間的に非対称ではありませんが、私たち (人間) 自身が時間的に熱力学的に非対称であるため、そう見なすのです。

この章では、因果関係の「慣習主義的見解」、すなわち因果関係の方向は人間中心主義的な慣習であるという見解を紹介し、この見解に対する一般的な批判をいくつか取り上げます。逆因果性に対する「詐欺論」を紹介し、逆因果性の世界でパラドックスを回避するためのマイケル・ダメットの戦略を検討します。

この章は量子力学の自己完結的な入門書である。EPRパラドックスと測定問題を紹介する。次に、量子力学の隠れた変数の解釈という文脈でベルの定理とGHZ実験を紹介する。ド・ブロイ・ボーム理論、多世界解釈、多心解釈、量子デコヒーレンス手法がすべて検討されているが、プライスはこれらすべてが最終的に納得できないと考えている。彼は、ベルの定理は、測定基底が選択されるとき、この選択は測定される量子システムの状態とは無関係であるという仮定に依存していると指摘する。彼は、これは高度な作用のある世界では必ずしも当てはまらないだろうと指摘する。

プライスは、ベルの定理における独立性の仮定は、2つの方法で緩和できると指摘している。1つ目は、測定基底と量子システムの状態が過去の共通の原因によって相関しているということであり、2つ目はプライスが「先進的な作用」と呼ぶもの、つまり未来の「共通の原因」である。彼は、量子システムと測定装置が過去の共通の原因によって相関しているという考えである超決定論に反対している。対照的に、彼は「先進的な作用」の解釈は簡潔で魅力的であり、彼の「アルキメデスの観点」によりよく適合すると主張している。彼は、先進的な作用と自由意志の関係について簡単に論じている。

この本は1997年10月9日にオックスフォード大学出版局から出版されました。当初はハードカバーで発売されましたが、現在はハードカバー、ペーパーバック、電子書籍の形式で入手できます。^[1]

『時の矢とアルキメデスの先』は概ね好評だった。多くの評論家はプライスの議論が刺激的であると感じ、問題に対する彼の説明を賞賛した。しかし、彼の特定の議論のいくつかについては、多くの人が異議を唱えた。

ジョエル・レボウィッツは『フィジックス・トゥデイ』誌でこの本に賛否両論の評価を与え、その中でプライスの逆因果関係に関する議論は「説得力に欠ける」と述べたが、量子力学の章は賞賛し、「現実の量子的記述の完全性に関するボーアとアインシュタインの『論争』に関する彼の議論は、物理学の文献の多くよりも優れている」と書いた。^[2]

ピーター・コーヴニーはニューサイエンティスト誌でこの本に賛否両論の評価を与え、プライスの非平衡統計力学の扱いを批判したが、結論として「説得力のある議論は多くないが、プライスの本は時間に関する文献に有益な追加であり、特に現代科学が哲学者の思考方法に及ぼす影響を明らかにしている。しかし、その限定的で特異な性質を考えると、この本はより幅広い研究と併せて読むべきである」と述べた。^[3]

ジョン・D・バローはネイチャー誌でこの本を批評し、宇宙論的時間の矢に関する章を強く批判したが、「著者は物理学のさまざまな時間非対称性の問題の性質を非常に明確かつ批判的に提示することで物理学者に多大な貢献をした」と書いた。^[4]

クレイグ・カレンダーは『英国科学哲学ジャーナル』でこの本について詳細かつ肯定的なレビューを与え、「非常に読みやすく、面白い」だけでなく「時間の哲学と物理学への非常に独創的で重要な貢献」と評した。^[5]

ゴードン・ベロットは『ザ・フィロソフィカル・レビュー』でこの本をレビューし、「これは豊かで魅力的な分野であり、プライスの本はすべての答えを提供しているわけではないが、刺激的な入り口を提供している」と書いている。^[6]

カルロ・ロヴェッリはこの本を時間に関するお気に入りの本の一つに選び、ヒュー・プライスを「現存する最高の哲学者の一人」と呼び、「この本は重要な教訓を教えてくれる。私たちは時間を自然に方向づけると考えることに慣れすぎていて、たとえそうしないようにしようとしても、未来は過去によって決まると本能的に考えてしまうのだ」と述べている^[7]。