時間の物理学―その非対称性 (1979年)

時間の物理学： P.C.W.デイビス著（戸田盛和、田中裕 共訳）
(英語版: The Physics of Time Asymmetry by P.C.W Davis）

神保町の明倫館書店でふと手にとった１冊。時間の非対称性をテーマに解説したユニークな本だ。有名な本であるようにも思えなかったのだが、このテーマについては関心が強かったので購入してみた。ファインマン物理学第４巻を訳された戸田盛和先生ともう一人、田中裕という先生の共訳なのでハズレということはないだろうという気持ちもあった。出版されたのは１９７９年。帰宅してアマゾンで調べたところ既に絶版で、人気がある本なのかどうかよくわからなかったが。まぁ、自分で楽しく読めれば人気はどうでもよい。表紙カバーの裏扉による説明は次のとおり。

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日常生活の中で考え感じている時間は、今という瞬間を境に過去から未来へと流れる不可逆的な時間である。一方、物理学の基礎方程式は過去と未来とを取り替えてもなんら矛盾を生じない対称性がある。この食い違いはどのようにしたら融合できるのであろうか。
本書は、バランスのとれた見識と幅広く参照した文献を駆使して、この興味ある問題に取り組んでいる。すなわちこれまでの熱力学、統計力学、電磁気学、量子論、宇宙論などいろいろな分野で取りあげられてきた散らばった問題を一つにまとめ、その用語を統一し、同一の主題のもとに眺めた詳しい解説がなされている。
内容の公平さ、素材の豊かさ、問題の今日性など将来の研究への示唆に富み、大学教養程度の知識を身につけた読者にとっては「時間の問題」の優れた案内書であり、研究者にとっては魅力的な読み物としてユニークな本である。
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全体的に文章で書かれている部分が８割を占める。数式については丁寧に展開している箇所もあるが、必要最低限のものを書いているだけなので、各章のそれぞれの分野をひととおり入門書で学習してからでないと理解できないだろう。僕の場合は「宇宙論」に馴染みがないのでこれにあたる第４章がきつかった。あと量子論についての章で、量子電磁気学における時間の対称性と非対称性を説明している箇所もついていけなかった。つまり、その他の大部分の章はなんとか理解できたわけだ。

肝心なのは面白いかどうかというところだ。著者のデイビスという先生は非常に多くの科学論文を参照して１冊の本にまとめあげたのだが、どうもこれが「あだ」になったように思えた。戸田先生も訳者序文で書かれているのだが「著者は多くの研究に対して公平になろうとしすぎているためか、もっと著者の意見だけを述べてほしいと思うところや、説明が長すぎてかえってわかりにくいところ、翻訳しにくいというところもあった。」と述べている。教科書でも一般啓蒙書でもない本書が読者を惹きつけるのには成功していないというのが僕の感想だ。

そもそも「大学教養程度の知識を身につけた読者」を前提にしているが、本書を読むためには熱力学、統計力学、電磁気学、量子力学、宇宙論の教科書にはひととおり学習しておかなければならないのでハードルが若干高めである。アマゾンに読者レビューが投稿されていないことや、「復刊ドットコム」に登録されていないのもそういう理由からなのだと思った。ちなみに英語版をAmazon.comで調べてみたが、こちらも絶版のようで読者レビューも投稿されていなかった。しかしその後、このデイビスという著者は精力的に一般向け啓蒙書を出版され、そこそこ人気があることがわかった。（Amazon.comでこの著者の書籍を検索）

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2016年4月に追記：

乱雑さを決める時間の対称性を発見
－100年前の物理と数学の融合が築くミクロとマクロの架け橋－
http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160427_2/
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時間の物理学： P.C.W.デイビス著（戸田盛和、田中裕 共訳）：目次

はじめに

第１章：時間とは何か
- 第４次元としての時間
- ニュートン時間
- 時計の進度と固有時間
- 宇宙時間
- 物理的に見た時間非対称
- 構造的非対称の性質 -- 時間反転の不変性

第２章：熱力学と統計力学
- 熱力学の第２法則
- 気体の分子運動論
- Ｈ定理
- 統計力学
- 一般化されたＨ（上にバー）定理
- エントロピーの意味

第３章：可逆性反論
- 孤立系の対称性
- 再び一般化されたＨ（上にバー）定理について
- 統計的解釈による単一系Ｈ定理
- 分岐系を通じての時間非対称
- 外界の影響

第４章：熱力学と宇宙論
- 非対称の最終的源泉
- 現代宇宙論の基礎
- ハッブル則と地平
- 簡単なモデルの熱力学、可逆サイクル
- 星の光のエントロピー -- オルバースのパラドックス
- エントロピーと重力
- ビッグバン（初期大爆発）

第５章：電磁波
- 遅延場と先進場
- 有限系での波
- ミンコーフスキー空間での基礎電磁力学
- 先駆加速
- 輻射に対する境界条件
- 宇宙論（つづき）
- 輻射の吸収体理論
- 遠隔作用電磁力学
- 宇宙は透明か不透明か

第６章：量子力学の時間非対称
- 微視的可逆性の量子原理
- 量子統計力学
- 量子的観測理論
- 素粒子過程でのＴの破れ
- タキオン
- 量子的遠隔作用電磁力学

第７章：終わりなき世界？
- 宇宙の熱死
- 定常宇宙論
- 振動宇宙
- 時間対称的宇宙論
- 閉じた時間
- 結論