時空は実際の物体や出来事ではなく、現実を理解するための概念的な枠組みである。
「時空」「出来事」「瞬間」の定義を考えれば、時空が存在するかどうかは議論の余地もなく、概念的にも困難なものではないはずである。時空が存在するという考えは、天球が存在するという時代遅れの信念と同様に実現可能性がない。両者とも世界を記述するのに強力で便利な観測者中心のモデルであるが、どちらも現実そのものを表しているわけではない。
しかし、現代物理学、哲学、一般向け科学コミュニケーション、そしてSFでおなじみのテーマの観点から見れば、時空が存在しないと述べることは論争を呼ぶものである。
しかし、これまでに起こったこと、あるいはこれから起こることのすべてが、織り込まれた織物の一部として何らかの形で「今」存在する世界とは、どのような意味を持つのだろうか。
出来事は場所ではない
歯を失ったり良い知らせを受けたりといった過去の出来事が、どこかに存在していると想像するのは簡単である。タイムトラベルの虚構的な表現はこれを強調している。タイムトラベラーたちは、まるで過去と未来の出来事が適切な技術があれば訪問できる場所であるかのように、出来事を変更し、タイムラインを混乱させる。
哲学者たちもしばしばこのように語る。永遠主義は、すべての時間にわたるすべての出来事が存在すると主張する。成長ブロック観は、過去と現在は存在するが、未来はこれから存在するようになると示唆する。現在主義は、現在だけが存在し、過去はかつて存在し、未来はそれが起こる時に存在すると述べる。そして一般相対性理論は、曲がったり歪んだりする4次元連続体を提示する——私たちはその出来事の連続体が本当に存在するものと想像しがちである。
混乱は「存在する」という言葉の定義から生じている。時空については、それが出来事の数学的記述に無批判的に適用され、モデルを存在の本質についての存在論的理論に変えてしまっている。
物理理論家のSean Carrollが現在主義と永遠主義を説明している。
全体性
物理学において、時空は、ここから最も遠い銀河まで、ビッグバンから遠い未来まで、空間と時間を通じて起こる出来事の連続的な集合である。それは、すべてがどこでいつ起こるかを記録し測定する4次元の地図である。物理学において、出来事とは特定の場所と時間における瞬間的な発生である。
瞬間とは、「同時に」起こる空間的に分離された出来事の3次元の集合である（同時性は相対的な静止状態に依存するという相対性理論の通常の注意事項を含む）。
時空は、これまでに起こったすべての出来事の全体性である。
それはまた、世界の出来事をカタログ化する最も強力な方法でもある。そのカタログ化は不可欠であるが、それに使用する言葉と概念は重要である。
空間の3次元には無限に多くの点があり、時間が経過する各瞬間に、各位置で固有の出来事が発生する。
時間を通じた位置
物理学者は、一定速度でまっすぐ走る車を単純な時空図で記述する。一方の軸に位置、もう一方に時間を置く。瞬間が積み重なって2次元の時空を形成する。車の位置は各瞬間内の点であり、それらの点が結合して世界線を形成する——時間間隔全体にわたる車の位置の完全な記録であり、その傾きは車の速度である。
実際の運動ははるかに複雑である。車は、太陽の周りを回る回転する地球に乗り、太陽は局所宇宙を漂いながら天の川の周りを回っている。車の位置を各瞬間にプロットするには、最終的に4次元時空が必要になる。
時空は、出来事がどこでいつ起こるかの地図である。世界線は、人の生涯を通じて起こるすべての出来事の記録である。重要な問題は、その地図——またはそれが一度に描き出すすべての出来事——が、車、人々、そして彼らが行く場所が存在するのと同じ意味で存在すると言うべきかどうかである。
車の世界線は、時間経過における場所のマッピングである。(Phạm Nhật/Unsplash+)
物体は存在する
「存在する」が何を意味するかを考えてみよう。物体、建物、人々、都市、惑星、銀河は存在する——それらは場所であるか、場所を占有し、時間間隔を通じてそこに持続する。それらは変化を通じて持続し、繰り返し遭遇することができる。
発生を存在するものとして扱うことは、私たちの言語と概念に混乱を忍び込ませる。時空を分析する際、出来事、瞬間、世界線、さらには時空全体でさえ、場所や人々と同じ意味で存在するのだろうか。それとも、出来事は存在する世界で起こると言う方がより正確なのだろうか。
その見方では、時空はそれらの出来事を記録する地図であり、それらの間の空間的および時間的関係を記述することを可能にする。
時空は存在しない
出来事は存在せず、起こるのである。したがって、時空は存在しない。出来事は存在の過程を通じてあらゆる場所で起こり、出来事の発生は、物体、場所、概念のいずれであれ、何かの存在とは範疇的に異なる。
第一に、過去、現在、未来のいかなる出来事も、私たちの周りの世界の物事が存在するような方法で「存在する」という経験的証拠はない。継続的な物体としての出来事の存在を検証するには、今それを観察しに行くためのタイムマシンのようなものが必要になるだろう。現在の出来事でさえ、存在する継続的なものとして検証することはできない。
対照的に、物質的な物体は存在する。タイムトラベルのパラドックスは、出来事が再訪可能な場所として存在するという誤った前提に基づいている。発生と存在の範疇的な違いを認識することで、これらのパラドックスは解決される。
第二に、この認識は時間の哲学を再構成する。過去一世紀にわたる多くの議論は、出来事を存在するものとして扱ってきた。そして哲学者たちは、それらの時制的性質に焦点を当てる。出来事は過去、現在、未来のどれか。これはあれよりも早く、あるいは遅く起こったのか。
René Magritteの1929年の絵画「La Trahison des images」のステンシル解釈。芸術家は物体の表現は物体そのものではないことを指摘している。(bixentro/Wikimedia Commons)
これらの議論は、出来事がこれらの性質を持つ存在するものであるという仮定に依存している。そこから、時間は非現実的である、または時間の経過は幻想であるという結論への短いステップである。これは、同じ出来事が異なる立場から異なってラベル付けされうるという認識に基づいている。しかし存在論的区別は最初に失われた。出来事は存在せず、起こるのである。時制と順序は、存在する世界内で出来事がどのように関連するかの特徴であり、存在する物体の性質ではない。
最後に、相対性理論を考えてみよう。それは4次元時空連続体を記述する数学的理論であり、存在する4次元のものについての理論ではない——それ自身の存在の過程で、重力によって曲がったり歪んだりするようなものではない。
概念的明確さ
物理学は実際に存在するものとして時空そのものを記述することはできないし、存在するものとしてそれが経験するかもしれない変化を説明することもできない。
時空は、出来事がどのように起こるかの強力な記述を提供する。出来事が互いにどのように順序付けられるか、出来事の連続がどのように測定されて展開するか、異なる参照系で長さがどのように測定されるか。出来事——そして時空——が存在すると言うのをやめれば、単一の予測を犠牲にすることなく概念的な明確さを回復できる。