Reversing the Arrow of Time

Cet ouvrage — à mi-chemin entre la physique et la philosophie — porte sur la flèche du temps, c’est-à-dire l’idée constatée que le temps a une direction et s’écoule toujours du passé vers le futur. L’auteur porte ici une thèse forte : nous pouvons déterminer les symétries (ou les asymétries) du temps « en lui-même » à partir des symétries (ou asymétries) temporelles des théories physiques. Sa réflexion se construit autour d’une perspective représentationnelle, selon laquelle les seules vraies symétries d’un système donné sont celles qui admettent une représentation (en tant que groupe) dans l’espace décrivant l’ensemble des états possibles de ce dit système. Cette approche permet de donner un sens mathématique précis au concept de renversement du temps, aussi bien dans les théories classiques que quantiques. La perspective représentationnelle offre dès lors une caractérisation claire d’une flèche du temps, qui se traduit par l’absence d’une représentation réversible de l’évolution temporelle dans la théorie considérée. L’auteur en tire, d’abord, une thèse négative, en ceci que la plupart des candidats comme manifestations d’une flèche du temps (la flèche radiative, de la physique statistique, cosmologie ou encore thermodynamique) ne mettent pas en évidence une asymétrie temporelle réellement fondamentale. La thèse positive, qui correspond à la proposition principale de l’ouvrage, développée sur la base de cette réfutation est qu’il y a pourtant bien une flèche du temps : celle dérivée de l’interaction électro-faible (faisant partie du Modèle Standard de la physique des particules), une théorie actuellement pensée comme fondamentale et qui n’est pas symétrique par rapport au renversement du temps. Chap. I, Une brève histoire du reversement du temps (pp. 1-20) ; Chap. II, La signification du reversement du temps (pp. 21-48); Chap. III, Le renversement du temps dans les théories physiques (pp. 50-82) ; Chap. IV, Philosophie de la symétrie (pp. 84-114) ; Chap. V, Les flèches du temps mal décochées (pp. 115-137) ; Chap. VI, L’absence d’une flèche du temps thermodynamique (pp. 139-166) ; Chap. VII, Violation de la symétrie par renversement du temps (pp. 168-191) ; Chap. VIII, Représentation de la symétrie CPT (pp. 192-217). 

É. L.

This book —at the interface of physics and philosophy— focuses on the arrow of time, the common notion that time has a direction and always flows from the past to the future. The author here defends a strong thesis: the symmetries (or asymmetries) of time 'itself' can be derived from the time symmetries (or asymmetries) of physical theories. His argument is based on a representation view, according to which the proper symmetries of a given system are only those which admit a representation (in the terminology of group theory) in the space describing all possible states of said system. This approach allows us to give a precise mathematical meaning to the notion of time reversal, be it in classical or quantum theory. The representation view thus provides a clear characterisation of a time arrow, which results from the absence of a reversible representation of time evolution in the theory under consideration. From this, the author first derives a negative thesis, in that most candidates for the manifestation of a time arrow (the radiation arrow, the arrow of statistical physics, the cosmological arrow or the thermodynamic arrow) do not provide compelling evidence in favour of a fundamental time asymmetry. The positive thesis derived from this refutation, which is also the main thesis of this book, is that there is nevertheless an arrow of time: that which appears in the electroweak interaction (a part of the Standard Model of particle physics), a theory currently regarded as fundamental, but asymmetric under time reversal. Chap. I, A Brief History of Time Reversal (pp. 1-20); Chap. II, What Time Reversal Means (pp. 21-48); Chap. III, Time Reversal in Physical Theory (pp. 50-82); Chap. IV, Philosophy of Symmetry (pp. 84-114); Chap. V, Arrows That Misfire (pp. 115-137); Chap. VI, There Is No Thermodynamic Arrow (pp. 139-166); Chap. VII, Time Reversal Violation (pp. 168-191); Chap. VIII, Representing CPT (pp. 192-217). 

É. L.