[논문 리뷰] The Nature of Time

Julian Barbour|arXiv (Cornell University)|2009. 03. 20.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 6인용 수 115

한 줄 요약

이 논문은 시간을 기본 개념으로 삼는 것이 물리학에서 불필요하다고 주장한다; 대신 지속 시간과 시계의 행동은 변화를 지배하는 더 깊은 무시계 법칙에서 유도된다. 고전역학을 재해석함으로써, 시간은 근본적인 변수가 아니라 역학계의 탄생적 특성임을 보여주며, 물리학에서 시간 현상에 대한 이해 방식을 기초적으로 전환시킨다.

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.

연구 동기 및 목표

• 시간을 고전역학의 기본 개념으로 삼는 것의 필요성을 의심함으로써, 시간이 근본 개념으로서의 역할을 도전한다.
• 지속 시간과 시간 측정이 무시계 기초 법칙에서 유도될 수 있는지 탐구한다.
• 시간을 근본 변수로 포함하지 않는 방식으로 고전역학을 재구성한다.
• 시계와 시간 인식이 무시계 역학 법칙에서 어떻게 유도되는지 탐색한다.
• 시간이 근본이 아니라 더 깊은 물리 원리에서 기인하는 개념적 프레임워크를 제공한다.

제안 방법

• 시간에 의존하지 않는 시각에서 고전역학을 분석함으로써, 변수 간의 관계에 초점을 맞추고 시간에 따른 변화는 배제한다.
• 시간 매개변수에 의존하지 않는 관계 불변량을 사용하여 물리 법칙을 재구성한다.
• 측정 가능한 지속 시간과 시계 행동이 이러한 무시계 관계에서 유도될 수 있음을 보여준다.
• 배경으로서의 시간을 참조하지 않는 수학적 구조를 사용하여 변화를 표현한다.
• 물리 법칙이 특정한 시간 매개변수에 종속되지 않아야 한다는 원칙을 적용한다.
• 물리계의 행동가능성이 배경으로서의 시간을 근본 실체로 언급하지 않고도 완전히 기술될 수 있음을 확립한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고전역학에서 시간을 근본 개념으로서 제거할 수 있는가?
• RQ2 측정 가능한 지속 시간과 시계 행동은 어떤 방식으로 무시계 역학 프레임워크에서 유도되는가?
• RQ3 근본적인 시간 변수 없이 물리학을 기술하는 데 어떤 함의가 있는가?
• RQ4 고전역학의 관계 불변량이 시간의 존재처럼 보이는 이유는 무엇인가?
• RQ5 배경으로서의 시간을 참조하지 않고 물리적 변화를 기술하는 것이 가능한가?

주요 결과

• 시간은 고전역학에서 근본 개념이 아니다; 대신 지속 시간은 무시계 기초 법칙에서 기인한다.
• 시계와 시간 측정은 근본이 아니라 역학계의 관계적 구조에서 기인한다.
• 물리계의 행동는 배경으로서의 시간을 근본 실체로 언급하지 않고도 완전히 기술될 수 있다.
• 모든 관측 가능한 현상을 유지하면서도 시간을 근본 변수로 포함하지 않는 방식으로 고전역학을 재구성할 수 있다.
• 이 프레임워크에서 지속 시간 개념은 근본이 아니라 파생된 양이 된다.
• 논문은 시간의 외형이 무시계 법칙에 의해 지배되는 역학계의 탄생적 특성임을 보여준다.