時間の進む速さ

 時計は時間を測るための道具だが、われわれは普段どれだけ時間が経ったかを測るために時計を用いることは少ない。通常は今何時か知るために用いている。時計の精度が増した現代社会では世界は時事刻々と動いており、かつての日時計の時代に比べわれわれは時刻に対してはるかに敏感になっている。

 一方、物理学では時刻を知るために時計を用いることはあまりない。あくまでも時間の経過を測るために用いる。物理では今何時かを知る必要はなく、ある現象が起きるのにどれだけ時間がかかったかが重要なのだ。

 もっとも時計は時間を感知する特殊なセンサーではない。地球が一回転する間に短針が2周するように作られたただの機械だ。ただし、厳密に同じように作られた機械は宇宙のいつどこでも同じ時間を示すことが大前提となっている。物理学では観測できるもの以外は考えてはならない。われわれが漠然と思い描く時間はそのままでは意味がなく、時計の針が指し示す数値になって初めて意味を持つ。

 特殊相対性理論によれば、自分に対して動いている人の腕時計は自分の腕時計より遅れることが示される。その遅れは相手の動く速さが速いほど大きくなり、速度が光速に近づくとほぼ止まってしまう。これは時計の機械に何か負荷のようなものがかかって遅れたわけではない。時計は全く正常に動いている。物理学では時計が示すものが時間であるから、時計の遅れは時間の遅れと解釈するしかない。自分に対して動いている人の時間は自分の時間より遅れるのだ。時間は宇宙のどこでも一様に流れているわけではない。

 相手が動く速さが小さい場合はこうした遅れはわずかなものだが、もし光速に近い速さで動いているとすると個々の時計が示す時刻は大きく異なってくる。しかし、各人にとっては自分の時間は普通に流れている。あくまでも、自分から見て動いている他人の時間がゆっくり流れているのだ。自分にとって静止している限り宇宙のどこでも時間は同じように流れており、自分にとって動いている世界では別の時間が流れているのだ。

 では、自分の時間の進む速さはにはどのような意味があるのだろうか。もし時間の流れる速さが遅くなったら何が起きるだろうか。周りの動きがゆっくりになるのだろうか。いや、その時はあらゆる物理現象の速さが変わり、脳の働きも変わるので何も気づかないだろう。そもそも時計で時間を測るとすれば、その時計の進む速さなど測りようがない。自分の時間の進む速さという概念には意味がないのだ。

 では、われわれが常に時間が進む速さを意識するのはなぜだろうか。恐らくそれは、われわれが日々時間に追われているからではないだろうか。時間が速く経つと感じる場合も、決して時計の針が進むのを見てそれが速いと感じるからではない。あくまでも自分に必要な時間と残された時間との比較から時間の経つ速さを意識しているのだ。時間が進む速さという概念は、時間に縛られるようになった人間が生み出した想像なのである。

原子時計

 先日、高校の同窓会で原子時計を研究している同窓生に会った。われわれが普段、何気なく用いている1秒や1時間という単位は、元々地球の自転周期を何等分かしたものだが、その後、地球の自転周期には変動があることがわかり、1967年以降は原子時計による原子時が基準となっている。

 現在、正確な時計には例外なく何らかの周期的な現象が使われている。最初に時計に利用された周期的な現象は振り子である。振り子時計はゼンマイを動力として振り子が1回触れるごとに歯車が決まった角度だけ回転しそれで針を動かすことができるようにしたものだ。

 振り子の揺れる周期は振り子の長さだけによって決まり、揺れ幅やおもりの重さには依存しないため、周期の調節が楽で使い勝手がいい。だが、持ち運びには不便だ。

 そこで懐中時計や腕時計では振り子の代わりに渦巻き状のバネにつけられたテンプと呼ばれる輪っかの往復回転運動を用いる。振り子やテンプの周期は数秒から0.1秒程度なので、それを用いて測定できる最短の時間もその程度である。

 こうした機械式時計に比べて大幅に精度を高めたのが水晶振動子を用いたクォーツ時計だ。薄い水晶の板に交流電圧をかけるとある周期の時に共振が起きる。この周期を電気的に検出して振り子の代わりに使う。クォーツ時計の水晶振動子の周期は32,768分の1秒と短く、機械式時計に比べてはるかに短い時間を測ることができる。また電気的に信号を取り出すため誤差が少なく精度も大幅に上がった。

 さらに精度が高いのが原子時計で、現時点では最も正確な時計である。セシウム原子にマイクロ波(光の波長を長くしたもの)を照射すると、マイクロ波の振動が1秒間に91億9263万1770回になった時、セシウム原子がマイクロ波のエネルギーを吸収し共鳴が起きる。その時のマイクロ波の振動を振り子の代わりとして用いることで、原子時計では数千万年に1秒という高い精度が得られている。

 それにしてもそれほど正確な時計を必要とする場合があるのだろうか。距離、質量、時間というのは最も基本的な3つの物理量だ。その中で今では時間の測定精度が最も高い。そこで距離の測定にも時計が用いられている。アインシュタインの光速不変の原理により光の速度は常に一定だ。そこで光が進んだ時間を測れば、その距離が正確にわかるわけである。

 カーナビやスマホで自分がどこにいるか知るために使われているGPS(Global Positioning System)では、まさにその技術が使われている。GPSでは最低3つの人工衛星からの電波(光と同じ電磁波の一種)をカーナビが受診するまでの時間を衛星に搭載された原子時計で測りそれぞれの衛星までの距離を求めてそこから位置を割り出しているのだ。カーナビの技術は原子時計によって成り立っているのだ。

 かつて振り子時計の発明により天体観測の精度が上がりニュートン力学の誕生につながったが、現在も時計の進歩はさまざまな分野で科学技術を支える鍵となっているのである。

時間とは何か 3-物理的時間の是非

 われわれは現在を生きていると思っているが、現在のみを意識しているわけではない。人と話すときには、相手がそれまで何を話したか意識しながら話すし、自分の話したことに相手がどんな反応をするのか予想しながら話している。われわれの意識には現在と同時に常に過去と未来が同居しているのである。

同様に「変化」という概念も、決して現在という瞬間だけで捉えられるものではない。変化を感じるためには過去から未来への時間の広がりがなければならないのだ。しかし、これはあくまでも時間感覚の話で、現実の時間はそうではないと物理屋は言うだろう。

物理学では時間は時計によって測定される。時計は振り子のように周期的な運動が何度繰り返されたかで時間を測る。その結果得られるのは、時刻を表す単なる数値だ。そこには過去も未来もなく、時間感覚が入り込む余地はない。

だが、ニュートンが時計によって時間を定義した際、時間は宇宙のどこでも同じように流れており、時計はそれに従って連続的に時を刻んでいると考えた。物理的には時間は単なる数値だが、その背後にはわれわれが感覚的に認識するような時間があることを暗黙のうちに想定したのだ。しかし、果たしてニュートンが定義した時計で測る時間は、彼の想定通りわれわれの時間感覚を反映できたのだろうか。

彼の期待は250年後に崩れることになる。アインシュタインの相対性理論では、時間を時計で測ることには変わりがないが、宇宙全体を一定の速さで流れる時間があるわけではなく、各慣性系で異なることが示されたのである。物理的な時間と感覚的な時間との間にズレが生じ、物理的な時間が独り歩きを始めたのだ。

アインシュタインの結論によれば、われわれの時間感覚は現実とはズレているということになるが、1つの数値で表される物理的な時間の定義には問題はないのだろうか。

実は時計も運動をしている物体に過ぎない。従って時計で時間を測ると言っても、実際には時計という物体の運動を基準に他の物体の運動と比較しているだけなのである。

確かに大砲の弾の軌道を求めるのに時計の動きと比較するのは妥当なことかもしれない。しかし、ニュートン以降の物理学は進歩し、光のような従来の物体とは質の異なるものや原子レベルのミクロの世界を扱うようになった。このような世界を解き明かすのに時計によって定義された時間が有効かどうかは怪しい。原子の世界を理解するために、時計のようなマクロな運動を基準にすることはいかにも無理がある。

実は、現代の物理学者は時間が時計で測られるということを忘れがちだ。一旦、時間を数学的に取り扱えば、後は数学的な世界で考えるほうが楽だからである。その結果、根本のところで物理的な時間の概念が揺らいでいるにもかかわらず、宇宙の年齢は137億年などと平気で言うのである。現代物理学が迷走状態を脱するためには、時間の定義にまで遡って考え直す必要があるように思えてならない。

時間とは何か2-時間の相対性

アインシュタインの相対性理論によれば、自分の前を通り過ぎる人の時計は自分の時計よりゆっくり進む。彼はこの宇宙で時間の進み方が一様ではないことを示した。

振り子の等時性を始め多くの物理法則を発見したガリレイは、時間を測るために自らの「脈」を用いた。時計というのは周期的な運動がどれだけ繰り返されたかをカウントし表示する機械だ。振り子時計では、振り子が振れるたびに針が進み、その針が示す目盛りでどれだけ時間が進んだかを知ることができる。

ガリレイの後、ニュートンはこうした時計の動きと物体の動きの「比」を取ることで速度という概念を導入し、運動を数学的に扱うことに成功した。彼は時間が何であるかについては深入りしていない。暗黙のうちに、われわれが漠然と感じていた時間を時計の針が指し示す数値にそっと置き換えたのである。

ニュートンは、十分に正確な時計は宇宙のどこでも同じように動くと考えた。つまり時間は宇宙のどこでも一様に進むと仮定したのだ。当時、特にそれに文句をつける者はいなかった。しかし250年後、アインシュタインはニュートンの仮定が誤りであると主張した。動いている時計と止まっている時計では進む速さが異なるのだ。

ニュートン力学では、速度の加算側が成り立つ。ダルビッシュが自動車に乗って投げた球は、彼の球速に自動車の速度が加算される。同じ理屈で言えば、走っている自動車のヘッドライトの光は、止まっている自動車から出た光よりも速いはずである。ところが不思議なことに、光の速度は変わらないのである。

アインシュタインは、この「光速不変」という奇妙な現象は、移動している時計の進み方が遅くなると仮定すればつじつまが合うと気づいた。そして「光速不変」を現実として受け入れる換わりに時間の方が相対的に変化する相対性理論を作り上げたのである。

こうして時間は宇宙空間に無数に存在することになった。地球上で人が着けている腕時計は全て進み方が異なる。自分が生きた50年間に自分の親は10年しか生きておらず、親のほうが若くなってしまうというようなことも理論的には起こり得る。これは決して時間がでたらめに進むということではない。自分の時計と他人の時計の進み方の相関は、お互いが相対的にどのような速度で動いて来たか、その履歴により正確に決まるのである。

しかし、時計が遅れるからと言って時間の進み方も遅くなると言って良いのだろうか。注意すべき点は、誰にとっても自分自身の時間の進み方は常に同じだということだ。

そもそもニュートンは、自然界のさまざまな「変化」を観測するための「基準」として時計を用いた。本来主観的な時間感覚を時計という客観的なものに置き換えたのだ。その結果、時間は一人歩きを始め、アインシュタインに至り時間は相対的になったのである。

時間を客観的に扱う物理学は、果たして時間を正しく捉えているのだろうか。あるいは何か大切なものが抜け落ちてしまっているのだろうか。注意して見て必要がある。

時間とは何か2-時間の相対性

アインシュタインの相対性理論によれば、自分の前を通り過ぎる人の時計は自分の時計よりゆっくり進む。彼はこの宇宙で時間の進み方が一様ではないことを示した。

振り子の等時性を始め多くの物理法則を発見したガリレイは、時間を測るために自らの「脈」を用いた。時計というのは周期的な運動がどれだけ繰り返されたかをカウントし表示する機械だ。振り子時計では、振り子が振れるたびに針が進み、その針が示す目盛りでどれだけ時間が進んだかを知ることができる。

ガリレイの後、ニュートンはこうした時計の動きと物体の動きの「比」を取ることで速度という概念を導入し、運動を数学的に扱うことに成功した。彼は時間が何であるかについては深入りしていない。暗黙のうちに、われわれが漠然と感じていた時間を時計の針が指し示す数値にそっと置き換えたのである。

ニュートンは、十分に正確な時計は宇宙のどこでも同じように動くと考えた。つまり時間は宇宙のどこでも一様に進むと仮定したのだ。当時、特にそれに文句をつける者はいなかった。しかし250年後、アインシュタインはニュートンの仮定が誤りであると主張した。動いている時計と止まっている時計では進む速さが異なるのだ。

ニュートン力学では、速度の加算側が成り立つ。ダルビッシュが自動車に乗って投げた球は、彼の球速に自動車の速度が加算される。同じ理屈で言えば、走っている自動車のヘッドライトの光は、止まっている自動車から出た光よりも速いはずである。ところが不思議なことに、光の速度は変わらないのである。

アインシュタインは、この「光速不変」という奇妙な現象は、移動している時計の進み方が遅くなると仮定すればつじつまが合うと気づいた。そして「光速不変」を現実として受け入れる換わりに時間の方が相対的に変化する相対性理論を作り上げたのである。

こうして時間は宇宙空間に無数に存在することになった。地球上で人が着けている腕時計は全て進み方が異なる。自分が生きた50年間に自分の親は10年しか生きておらず、親のほうが若くなってしまうというようなことも理論的には起こり得る。これは決して時間がでたらめに進むということではない。自分の時計と他人の時計の進み方の相関は、お互いが相対的にどのような速度で動いて来たか、その履歴により正確に決まるのである。

しかし、時計が遅れるからと言って時間の進み方も遅くなると言って良いのだろうか。注意すべき点は、誰にとっても自分自身の時間の進み方は常に同じだということだ。

そもそもニュートンは、自然界のさまざまな「変化」を観測するための「基準」として時計を用いた。本来主観的な時間感覚を時計という客観的なものに置き換えたのだ。その結果、時間は一人歩きを始め、アインシュタインに至り時間は相対的になったのである。

時間を客観的に扱う物理学は、果たして時間を正しく捉えているのだろうか。あるいは何か大切なものが抜け落ちてしまっているのだろうか。注意して見る必要がある。

時間とは何か

 先日、友人がネットで「時間とは何か」という動画を見つけて教えてくれた。そこでは、物理学者をはじめ数学者や心理学者、さらには古代ギリシャの哲学者の時間に対する考察が展開されていた。それぞれの専門家が生涯をかけてたどり着いた考え方には鬼気迫るものがある。だが、この人類古来の疑問は、そう簡単には解けそうもない。

 当の友人は、「あらゆるものが壊れ朽ちていくことこそが時間だ」という考え方に共感したようだった。巨大な建造物も繊細な工芸品も時間が経てば次第に損なわれていく。そこには確かにわれわれの時間感覚の本質の一つがある。

こうした現象は、物理学的にはエントロピーの増大を表している。エントロピーの増大と言うのは簡単に言えば、「自然は確率的に起こりやすい状態に向かっていく」ということだ。秩序だった状態は少し油断すればすぐに乱雑な状態になってしまい、その逆は起こらない。だが、この法則は時間の方向は定めてくれるが、どれだけ時間が経ったのかは教えてくれない。エントロピーの増加量と時間の経過を結び付ける方法は今のところない。

どれだけ時間が経ったのかを知るためにわれわれが用いるのは、エントロピーではなく時計ある。では、時計は時間を忠実に表しているだろうか。時計は単純化すれば周期的な運動をする機械である。ニュートンは宇宙のどこにおいても絶対的に正確な時計があると仮定し、それを基準に物体の運動を表すことで運動の法則を見出した。

この方法は成功し、運動を数学で表すことに初めて成功したと思われた。しかし一つ大きな問題があった。彼が導いた運動方程式は過去と未来について対称的になっているのである。つまり、ニュートン力学が描く世界は、ビデオの逆回しのように時間を反転しても全く問題なく成り立つのである。だが、現実にはコップを落とせば砕け散るが砕け散ったコップが元に戻るようなことは起こらない。エントロピーの増大のような不可逆的な現象をニュートン力学から導くことはできないのである。

エントロピー増大の法則は熱力学という分野で発見された。熱力学は、蒸気機関のような熱機関の効率をいかに上げるかという要求から発達した分野で、熱や温度が関係する現象をニュートン力学と結びつけることにより、例えば空気に熱を加えるとどのように膨張するのかというような問題を定量的に扱えるようにした。

熱力学では、熱機関とその周りにある熱欲との間で熱のやり取りが行われる。熱というのは分子の振動エネルギーだから、ミクロな眼で見れば分子どうしがぶつかり合いエネルギーをやり取りしている。その過程でエントロピーが増大するわけだが、なぜエントロピーが増大するかは、ニュートン力学でもその後の量子力学でも説明できないのである。

われわれは時計が時間を表していると考えているが、時計を基準に作られたニュートン力学はエントロピーの増大を説明できない。時計的な時間は、全てのものが朽ち果てていくことを説明できないのだ。何か肝心なものが見落とされているようである。

時間とは何か

 先日、友人がネットで「時間とは何か」という動画を見つけて教えてくれた。そこでは、物理学者をはじめ数学者や心理学者、さらには古代ギリシャの哲学者の時間に対する考察が展開されていた。それぞれの専門家が生涯をかけてたどり着いた考え方には鬼気迫るものがある。だが、この人類古来の疑問は、そう簡単には解けそうもない。

 当の友人は、「あらゆるものが壊れ朽ちていくことこそが時間だ」という考え方に共感したようだった。巨大な建造物も繊細な工芸品も時間が経てば次第に損なわれていく。そこには確かにわれわれの時間感覚の本質の一つがある。

こうした現象は、物理学的にはエントロピーの増大を表している。エントロピーの増大と言うのは簡単に言えば、「自然は確率的に起こりやすい状態に向かっていく」ということだ。秩序だった状態は少し油断すればすぐに乱雑な状態になってしまい、その逆は起こらない。だが、この法則は時間の方向は定めてくれるが、どれだけ時間が経ったのかは教えてくれない。エントロピーの増加量と時間の経過を結び付ける方法は今のところない。

どれだけ時間が経ったのかを知るためにわれわれが用いるのは、エントロピーではなく時計ある。では、時計は時間を忠実に表しているだろうか。時計は単純化すれば周期的な運動をする機械である。ニュートンは宇宙のどこにおいても絶対的に正確な時計があると仮定し、それを基準に物体の運動を表すことで運動の法則を見出した。

この方法は成功し、運動を数学で表すことに初めて成功したと思われた。しかし一つ大きな問題があった。彼が導いた運動方程式は過去と未来について対称的になっているのである。つまり、ニュートン力学が描く世界は、ビデオの逆回しのように時間を反転しても全く問題なく成り立つのである。だが、現実にはコップを落とせば砕け散るが砕け散ったコップが元に戻るようなことは起こらない。エントロピーの増大のような不可逆的な現象をニュートン力学から導くことはできないのである。

エントロピー増大の法則は熱力学という分野で発見された。熱力学は、蒸気機関のような熱機関の効率をいかに上げるかという要求から発達した分野で、熱や温度が関係する現象をニュートン力学と結びつけることにより、例えば空気に熱を加えるとどのように膨張するのかというような問題を定量的に扱えるようにした。

熱力学では、熱機関とその周りにある熱欲との間で熱のやり取りが行われる。熱というのは分子の振動エネルギーだから、ミクロな眼で見れば分子どうしがぶつかり合いエネルギーをやり取りしている。その過程でエントロピーが増大するわけだが、なぜエントロピーが増大するかは、ニュートン力学でもその後の量子力学でも説明できないのである。

われわれは時計が時間を表していると考えているが、時計を基準に作られたニュートン力学はエントロピーの増大を説明できない。時計的な時間は、全てのものが朽ち果てていくことを説明できないのだ。何か肝心なものが見落とされているようである。

ゼノンの矢

ゼノンは今から2500年ほど前、ギリシャの植民地であった南イタリアのエレアで活躍した哲学者である。彼はいくつかのパラドックスを考え出し、若きソクラテスをはじめ当時の人々を大いに混乱させた。

いくつかあるゼノンのパラドックスの一つに、「飛ぶ矢は動けない」というものがある。空中を飛ぶ矢は、どの瞬間にも一つの場所に静止している。従って矢は動くことができないというものだ。矢は実際に飛んでいるのだから、何をバカなことを言っているのだと思う人も多いだろう。しかし、このパラドックスは永年に渡って多くの人を悩ませ、現代物理学に対しても時間と空間の本質について問いを投げかける難問なのである。

 物理になじみのある人なら、時間を変数として位置が決まる関数によって矢の運動が記述できることを知っている。時間を連続的に変化させていけば、矢の描く軌道を得ることができる。さらに、ある時刻で矢の位置を時間で微分すれば速度が求められる。ニュートンの考えたこのモデルによって運動の問題は完全に解けたと思われた。

ゼノンの矢はある瞬間に静止していたが、このモデルでは速度を持っている。では矢は動けるようになったのだろうか。瞬間の速度というのは、動いた距離を時間で割り、その時間を無限にゼロに近づける操作で得られたものである。つまりそもそも矢が連続的に動くイメージが前提となっている。このモデルは、あくまでも動く矢を数学的に説明するために考え出されたものであって、矢が動くことを証明するものではないのだ。

飛ぶ矢を物理的に観測する場合、矢が「いつ」「どこに」あるかを測定する必要がある。だが、一瞬の切れ目もなく連続的に測定することは不可能である。測定は常に不連続なのだ。人類は連続的な運動を捉えたことなど一度もないのである。にもかかわらず、一旦、ニュートンが連続的な関数で矢の運動を表すと、いつしか誰もそれを疑わなくなった。客観的な観測に基づいているはずの物理学も、知らぬ間に主観が忍び込んでいるのだ。

ニュートンから200年あまり経ち、原子レベルのミクロの世界では彼のモデルは破綻する。代わりに唱えられた量子力学では、連続的な軌道というものを想像してはならないということになった。原子レベルのミクロな矢は、軌道を描くことが許されないのだ。では矢はどのように動くのだろうか。ある量子状態から別の量子状態に突如ジャンプするのだろうか。一体、どうやって...。ゼノンが聞いたら、とても納得するとは思えない。

かつて哲学者は、自然の中に法則性を見出せば、その本質、その意味についてどこまでも考えようとした。しかし、客観的な事実を重視する科学は、法則の意味については踏み込まないよう注意した。確かにそうした科学の方法論は画期的で、人類の飛躍的な進歩をもたらした。しかしその成功は、次第に人類から本質を追及する力を奪い、気がつけば、現代のような結果オーライの薄っぺらな社会をつくり上げてしまったのではないか。

空中に静止するゼノンの矢を目にしても、今や気に留める人は誰もいない。

エントロピーと時間

 ニュートンは、時間は宇宙のどこでも均一に過去から未来へ流れていると仮定したが、彼が発見した運動方程式は時間に対して対称になっている。つまり、運動方程式から導かれる現象が過去から未来へ向かっているのか、あるいはその逆なのか区別できないのである。この事情は相対性理論や量子力学に至っても変わらない。一方、日常を映したビデオを逆回しにすれば、われわれはすぐにそれに気がつく。過去と未来は対称ではないのだ。この時間の矢の問題は、物理学における永年の謎となっている。

一方で物理学の一分野で気体のような膨大な分子の集合体を扱う熱物理学においては、時間の向きを定める指標がある。エントロピーである。エントロピーとは平たく言えば乱雑さの度合いである。例えば水にインクを入れてかき混ぜると、水とインクが分離している状態よりも混ざり合った状態のほうが、より乱雑な状態といえるだろう。そして、一旦混ざってしまった水とインクが、再度分離することはない。つまり、自然界の現象は乱雑さが増す方向、つまり、エントロピーが増す方向に進む傾向があるのである。

 覆水盆に帰らずというが、一旦起きたらもとに戻らない現象は日常に溢れている。それらを注意深く観察してみると、必ずエントロピーが増大していることがわかる。われわれは日常において、エントロピーが増大するような現象、すなわち乱雑さが増す現象を自然だと感じるようになっている。つまり、エントロピーが増大する方向こそが時間が流れる方向だとわれわれは感じているのである。

しかしながら、何ゆえエントロピーは増加するのであろうか。水とインクを混ぜるということは、インクの分子と水の分子が容器の中である配置を取るということである。この配置にはものすごい種類の組み合わせがあるだろうが、全組み合わせの中でインクと水が整然と分離している場合は相当特殊だろう。こうした状態が起きる確率は、均等に混じる場合の確率に比べて極めて小さい。これは計算によって確かめることができる。つまり、エントロピーが高い状態は、確率的により安定な状態なのである。

しかし、もともと運動方程式で時間の向きが決まらないのに、どうしてエントロピーはそれを決めることができるのだろうか。それは、運動方程式では粒子の運動を一意的に決めてしまい確率の入る余地がないのに対して、一方の熱物理学では、確率的に起こりやすいことが起こるという前提に立っているためである。両者の間には論理的な飛躍がある。

実はこの問題はさらに深い謎をはらんでいる。もし運動方程式からエントロピーの増大が説明できたとすれば、エントロピーもまた時間に対して対称な物理量になってしまい、時間の進む方向については何も言えなくなってしまうだろう。物理学にとっても、時間は相当厄介な問題なのである。

時間感覚

「年々一年が短くなっているような気がする」と年賀状に書いてくる人がこのところ目立つようになった。我が友人たちも大分歳を取ったということだろうか。

現代では、時間はいつでもどこでも一定の速さで流れていると思われているが、こうした時間の概念を最初にはっきりと示したのはニュートンである。彼は宇宙のどこでも一様に時間が流れると仮定することによって、天体の運行と木から落ちるリンゴを同じ運動方程式から導いたのである。こうして創られたニュートン物理学は、その後の科学の飛躍的な発展をもたらした。一定の速さで流れる時間という概念は、科学の時代の象徴となったのである。

一方、日常生活における主観的な時間感覚においては、時間は決して一定の速さで流れているわけではない。だが、そう感じるのはあくまでも心理的なものであり、時間そのものは一定に流れているという立場を取っている。われわれの主観的な時間感覚は、物理的な時間を優先させながらも、適当な自由度を保っているのである。

普段、われわれは、常に時間が経過していると感じており、それこそが時間感覚であると思っている。では、われわれは五感のどれを使って時間の経過を感じているのだろうか。確かに五感はさまざまな変化を感じ取っている。しかし、もし五感を全て失ったとしても、なお時間感覚はあるのではないだろうか。われわれの時間感覚は、外からの刺激を感じ取るというよりは、われわれの意識にもともと内包されているものなのである。

そもそも時間感覚のない意識というものは想像しにくいが、木村敏著の「時間と自己」によれば、離人症という病気になると時間感覚がなくなるという。あと何分あるとか、あれから何分経ったということが、頭では明瞭に理解できても、実感として全く感じられなくなる。興味深いのは、「現在」を感じるのが時間感覚ではなく、実は現在に至る過去の時間と、現在から未来に至る時間を感じることが時間感覚の本質だということである。

しかも、「あと何分」という感覚は、単にあと何分という感覚ではない。つまり、「もう何分しかない」のか、あるいは「まだ何分ある」というように、その時間を短く感じて焦ったり、逆に長く感じて余裕があるなどと感じている。つまり時間感覚には、単に時間の長さだけでなく、その時間が自分に持つ意味も同時に含まれているのである。

さらに、われわれ現代人は、時計を見ることにより、一定に流れる物理的な時間も取り入れている。時計を見て「あと何分」と感じながら、われわれの時間感覚は常に物理的な時間と意識内の時間のずれを調整しているのである。

年賀状を書きながら、「年々一年が短くなっているように感じられる」のは、自分の中の一年と客観的な一年のずれを感じることであり、そういう意味では、正常な時間感覚が働いているのである。