[論文レビュー] The Nature of Time

Julian Barbour|arXiv (Cornell University)|Mar 20, 2009

Quantum Mechanics and Applications参考文献 6被引用数 115

ひとこと要約

この論文は、時間という基本的概念が物理学において余分であると主張している。代わりに、変化を支配するより深い、時間のない法則から、持続時間と時計の挙動が生じる。古典的力学を再解釈することで、時間は原始変数ではなく、力学的系の特徴として生じるものであることが示され、物理学における時間的現象の理解に根本的な転換をもたらす。

ABSTRACT

A review of some basic facts of classical dynamics shows that time, or precisely duration, is redundant as a fundamental concept. Duration and the behaviour of clocks emerge from a timeless law that governs change.

研究の動機と目的

• 時間の基本的役割を古典的力学において疑問視することで、その必要性を根本的な概念として問い直す。
• 持続時間と時間測定が、時間のない基本法則から導かれるかを調査する。
• 時間を原始変数として含まない方法で古典力学を再定式化する。
• 時計や時間の知覚が、時間のない力学的法則からどのように生じるかを探索する。
• 時間は根本的ではなく、より深い物理的原理から生じるという概念的枠組みを提供する。

提案手法

• 時間のない視点から古典的力学を分析し、時間における進化ではなく、変数間の関係に焦点を当てる。
• 時間パラメータに依存しない関係的不変量を用いて物理法則を再定式化する。
• 測定可能な持続時間と時計の挙動が、これらの時間のない関係から導かれることが示される。
• 時間の背景としての参照を含まない、変化を記述する数学的構造を用いる。
• 物理法則が任意の優先される時間パラメータに依存しないという原則を適用する。
• 物理系の挙動が、時間そのものを根本的実体として取り入れることなく完全に記述可能であることを確立する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古典的力学において、時間を根本的要因として排除できるか？
• RQ2 時間のない力学的枠組みから、測定可能な持続時間と時計の挙動はどのように生じるか？
• RQ3 原始的な時間変数を含まない物理学の定式化にどのような意味があるか？
• RQ4 古典的力学における関係的不変量が、時間の出現をどのように生じさせるか？
• RQ5 時間の背景パラメータを参照せずに物理的変化を記述することは可能か？

主な発見

• 時間は古典的力学において根本的ではない。代わりに、持続時間は時間のない基本法則から生じる。
• 時計と時間測定は原始的ではなく、力学的系の関係的構造から生じる。
• 物理系の挙動は、時間の背景パラメータを参照せずに完全に記述可能である。
• 古典的力学は、時間の根本的変数を排除する形で再定式化可能であり、観測可能な現象をすべて保持する。
• この枠組みにおいて、持続時間という概念は原始的ではなく、導出量となる。
• この論文は、時間の外見が、時間のない法則に従って動く力学的系の特徴として生じることを示している。