私たちは日常生活のあらゆる場面で「過去から未来にしか時間は進まない」という感覚を当たり前のように経験しています。

たとえば、牛乳をこぼしてテーブルの上に広がる様子を見ると、「時間が戻って牛乳が自然にコップへ吸い戻る」という光景は想像しにくいですよね。

こうした 「一度起こったことは元に戻らない」 性質を、物理学ではしばしば「不可逆性」と呼び、そこから私たちは「時間の矢(arrow of time)」を意識するようになります。

しかし、物理学の基本方程式――たとえば「摩擦などがない理想的な状況」のニュートン力学の方程式や、量子力学のシュレーディンガー方程式――をよく見ると、実は「時間を逆向きにしても成り立つ」という時間対称な構造が存在します。

たとえば、振り子の運動をカメラで撮影して、その映像を逆再生してみても、不自然さはあまり感じないかもしれません。

これは、理想的な環境下では「逆再生の世界」も数式的には成り立ちうる、ということを示唆しています。

ここで浮かぶ疑問は、「なぜ私たちの現実では、時間対称のはずの物理法則なのに不可逆的な現象が強く目立つのか?」という点です。

こぼれた牛乳は勝手に元に戻らない一方、振り子は前向き再生でも逆再生でも似たように見える――いったいこの違いはどこから来るのでしょうか。

実は、その背景には「エントロピー」という考え方があります。

エントロピーは“無秩序の度合い”を示す指標で、熱力学の第二法則によれば、孤立した系のエントロピーは自発的に減少しにくく、むしろ増大し続ける とされます。

こぼれた牛乳が元に戻らないのは、微視的に見るとテーブルや牛乳分子の状態が無数のパターンへ広がり、そこから「コップにきれいにまとまっている」状態に復元する確率がほぼゼロだから、と説明されます。

一方、振り子のように単純な系では、分子レベルの混沌(エントロピー増大)とあまり関係なく運動が続くので、映像を逆再生しても自然に見えます。