[What is time?]

[時間とは何か?]

The earliest time measurements were observations of cycles of the natural world, using patterns of changes from day to night and season to season to build calendars.

時間の計測が始まった当初は、昼から夜に変わったり、季節が移り替わるのを利用してカレンダーを作成するなど、自然界のサイクルを観察する方法が取られていました。

More precise time-keeping, like sundials and mechanical clocks, eventually came along to put time in more convenient boxes.

その後、日時計や機械時計が登場して、より手軽に時間の概念を把握することができるようになりました。

But what exactly is it that we're measuring?

しかし、実際のところ、こうして計測されているものは何なのでしょうか？

Is time something that physically exists, or is it just in our heads?

時間というのは物質的なものとして存在しているのか、ただ私たちの頭の中で考えている概念なのでしょうか？

At first the answer seems obvious—of course time exists, it constantly unfolds all around us, and it's hard to imagine the universe without it.

一見すると、答えは明確なように思えます。もちろん時間は存在し、身の回りで時は刻々と過ぎていますから、時間の無い世界など想像するのも難しいものです。

But our understanding of time started getting complicated thanks to Einstein.

ところが、アインシュタインの登場で時間の概念の理解というものは複雑味を帯びてきます。

His theory of relativity tells us that time passes for everyone, but doesn't always pass at the same rate for people in different situations, like those travelling close to the speed of light or orbiting a supermassive black hole.

相対性理論では、時間というのは誰の人生でも経過するものの、状況によっては同じスピードで経過するとは限らないとしています。例えば光速に近い速度で移動している場合や超巨大ブラックホールの周りを周回している場合などです。

Einstein resolved the malleability of time by combining it with space to define space-time, which can bend, but behaves in consistent, predictable ways.

アインシュタインは時間の展延性を空間とつなげて考えて時空として捉えることで解決し、時空は歪むことはあるが一定の予測可能な方法で活動すると定義しました。

Einstein's theory seemed to confirm that time is woven into the very fabric of the universe.

アインシュタインの理論は、時間というのは宇宙の繊維内に編み込まれている事を確定するように思われますが、

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

1 つだけ大きな点が解決されません：

Why is it we can move through space in any direction, but through time in only one?

空間の中はどの方向にでも進めるのに、なぜ時間の中は 1 方向にしか進めないのでしょうか？

No matter what we do, the past is always, stubbornly, behind us.

どんなに頑張っても、過去は常に頑固なまでに私たちの後ろに残ります。

This is called the arrow of time.

この概念は「時間の矢」と呼ばれます。

When a drop of food coloring is dropped into a glass of water, we instinctively know that the coloring will drift out from the drop, eventually filling the glass.

着色剤を 1 滴コップの中に入った水の中に落とすと、直感的に着色剤はジワリと広がっていきコップ内の水の中に充満していく事を知っています。

Imagine watching the opposite happen.

これと正反対のことが起こると想像してみましょう。

Here, we'd recognize time as unfolding backwards.

ここでは、時間の経過が巻き戻されることになります。

We live in a universe where the food coloring spreads out in the water, not a universe where it collects together.

私たちは、着色剤が水の中に広がっていく世界に暮らしているのであって、着色剤が集まっていく世界に暮らしているのではないのです。

In physics, this is described by the second law of thermodynamics, which says that systems will gain disorder, or entropy, over time.

物理学では、これを熱力学第二法則と呼び、システム（系）は時間と共に無秩序もしくはエントロピーをもたらすというものです。

Systems in our universe move from order to disorder, and it is that property of the universe that defines the direction of time's arrow.

私たちが住む空間のシステムは秩序から無秩序へと移行し、この空間の性質が時間の矢の進行方向を定義づけるのです。

So if time is such a fundamental property, it should be in our most fundamental equations describing the universe, right?

ということは、時間というのがこれほどまでに基礎となる性質であるのであれば、宇宙空間を説明する上で最も基礎となる方程式にもなるわけですよね？

We currently have two sets of equations that govern physics.

現時点では、物理を統制する方程式は 2 つあります。

General relativity describes the behavior of very large things, while quantum physics explains the very small.

一般相対性理論は非常に大きな物質の行動を説明するもので、量子力学は非常に小さな物質の方を説明します。

One of the biggest goals in theoretical physics over the last half century has been reconciling the two into one fundamental "theory of everything."

理論物理学がここ半世紀にわたって目指してきたところは、この 2 つの理論をまとめて「すべてを網羅する理論」に仕上げる事です。

There have been many attempts—none yet proven—and they treat time in different ways.

これまでに多くの事が試みられてきて、どれもいまだに証明されるには至っていませんが、時間の概念をこれまでとは違った形で取り扱っています。

Oddly enough, one contender called the Wheeler-DeWitt equation, doesn't include time at all.

面白いことに、その中の 1 つであるホイーラー・ドウィット方程式は、時間を全く考慮しません。

Like all current theories of everything, that equation is speculative.

その他の「すべてを網羅する理論」と同じく、この方程式も推論に過ぎませんが、

But as a thought experiment, if it or a similarly time-starved equation turned out to be true, would that mean that time doesn't exist, at the most fundamental level?

考え方として、もしこの理論や似たような時間を排除した方程式が真実であるとされた際には、果たして時間は最も基礎的なレベルでは存在しないということになるのでしょうか？

Could time just be some sort of illusion generated by the limitations of the way we perceive the universe?

時間というのは、人間が宇宙を概念化する際の限界によって生じる、ある種の錯覚のようなものでしょうか？

We don't yet know, but maybe that's the wrong way of thinking about it.

答えはまだ出ていませんが、この考え方は恐らく間違っていると思われます。

Instead of asking if time exists as a fundamental property, maybe it could exist as an emergent one.

時間が基礎的な性質かどうかを考えるのではなくて、もしかしたら創発特性として存在するのではという見方もできるかもしれないのです。

Emergent properties are things that don't exist in individual pieces of a system, but do exist for the system as a whole.

創発特性というのは、システムの単体として存在するのではなく、システム全体として存在するもののことを指します。

Each individual water molecule doesn't have a tide, but the whole ocean does.

水の分子個々では波にはなりませんが、海全体で考えると波になります。

A movie creates change through time by using a series of still images that appear to have a fluid, continuous change between them.

アニメ映画も、少しずつ異なる静止画をいくつも連続的に移すことで、時間の中で画像の滑らかな変化を実現させているのです。

Flipping through the images fast enough, our brains perceive the passage of time from the sequence of still images.

画像を速くめくっていく事で、人間の脳は連続した画像を通して時間の経過を認識するのです。

No individual frame of the movie changes or contains the passage of time, but it's a property that comes out of how the pieces are strung together.

画像 1 枚 1 枚では時間の経過に関する要素は全く持ちませんが、それぞれがどのようにつながれるかによって性質が変わってくるのです。

The movement is real, yet also an illusion.

映画の動きは本物であって錯覚でもあるのです。

Could the physics of time somehow be a similar illusion?

時間の物理はこれと似たような錯覚ということが言えるのでしょうか？

Physicists are still exploring these and other questions, so we're far from a complete explanation.

物理学者たちはこの点やその他の問題点について研究を続けていますので、完全に説明ができるようになるにはまだ時間がかかります。

At least for the moment.

少なくとも今の時点ではそうです。

If time does exist, you'll probably want a brief history of it.

もし時間が存在するのであれば、手短な時間の歴史に関する説明が欲しいところです。

Explore more of the fundamental questions of our existence by downloading a free audio version of Stephen Hawking's modern classic at audible.com/teded.

私たちの存在に対する基礎的な問題提議について考えるには、スティーブン・ホーキング博士の無料オーディオブック「モダンクラシック」を audible.com/teded でチェックしてみてください。

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