- Время (физика)
-
Сейчас — 9 июня 2009, 02:30 (UTC) Время — одно из основных понятий физики и философии, одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел, а также сознание.
В диалектическом материализме время — это объективно реальная форма существования движущейся материи, характеризующая последовательность развёртывания материальных процессов, отделённость друг от друга разных стадий этих процессов, их длительность, их развитие.
В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет два аспекта:
- координаты события на временной оси (текущий момент времени). На практике это текущее время: календарное, определяемое правилами календаря и время суток, определяемое какой-либо системой счисления (шкалой) времени (примеры: местное время, универсальное координированное время);
- относительное время, временной интервал между двумя событиями
Содержание
Свойства времени
В классической физике, время — непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая. В качестве основы измерения просто берётся некая последовательность событий, про которую считается несомненно верным, что она происходит через равные промежутки времени, то есть периодична. Именно на этом принципе и основаны часы. Такая же роль времени и в квантовой механике: несмотря на квантование почти всех величин, время осталось внешним, неквантованным параметром. В обоих случаях «скорость течения времени» не может ни от чего зависеть, а потому тавтологически равна константе.
В релятивистской физике ситуация кардинально меняется. Время рассматривается как часть единого пространства-времени, и, значит, может меняться при его преобразованиях. Можно сказать, что время становится четвёртой координатой, правда, в отличие от пространственных координат, она обладает противоположной сигнатурой. «Скорость течения времени» становится понятием «субъективным», зависящим от системы отсчёта. Ситуация усложняется в общей теории относительности, где «скорость течения времени» зависит также и от близости к гравитирующим телам.
Физическая интерпретация вышеназванных теорий требует нового определения времени, как числа процессов в системе отсчёта, произошедших одновременно с данным процессом. Система отсчёта времени может быть неравномерная (как процесс вращения Земли вокруг Солнца) или равномерная. Эталон секунды — период излучения, соответствующий переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями.
В этом контексте в некоторых гипотезах выделяют такое элементарное «мгновение» — хронон[1], соответствующее понятию планковское время и являющееся согласно этим гипотезам квантом времени, то есть его мельчайшей неделимой частицей, и составляющее примерно 5,3×10-44 с.
Отсчёт времени
Как в классической, так и в релятивистской физике для отсчёта времени используется временна́я координата пространства-времени, причём (традиционно) принято использовать знак «+» для будущего, а знак «-» — для прошлого. Однако смысл временно́й координаты в классическом и релятивистском случае различен (см. Ось времени).
См. также:
Зависимость от времени
Поскольку состояния всего нашего мира зависят от времени, то и состояние какой-либо системы тоже может зависеть от времени, как обычно и происходит. Однако в некоторых исключительных случаях зависимость какой-либо величины от времени может оказаться пренебрежимо слабой, так что с высокой точностью можно считать эту характеристику независящей от времени. Если такие величины описывают динамику какой-либо системы, то они называются сохраняющимися величинами, или интегралами движения. Например, в классической механике полная энергия, полный импульс и полный момент импульса изолированной системы являются интегралами движения.
Различные физические явления можно разделить на три группы
- стационарные — явления, основные характеристики которых не меняются со временем. Фазовый портрет стационарного явления описывается неподвижной точкой.
- нестационарные — явления, для которых зависимость от времени принципиально важна. Фазовый портрет нестационарного явления описывается движущейся по некоторой траектории точкой. Они, в свою очередь, делятся на
- периодические — если в явлении наблюдается чёткая периодичность (фазовый портрет — замкнутая кривая)
- квазипериодические — если они не являются в строгом смысле периодическими, но в малом масштабе выглядят как периодические (фазовый портрет — почти замкнутая кривая)
- хаотические — апериодические явления (фазовый портрет — незамкнутая кривая, заметающая некоторую площадь более или менее равномерно, аттрактор).
- квазистационарные — явления, которые, строго говоря, нестационарны, но характерный масштаб их эволюции много больше тех времён, которые интересуют в задаче.
Направленность времени
Большинство современных учёных полагают, что различие между прошлым и будущим является принципиальным. Согласно современному уровню развития науки, информация переносится из прошлого в будущее, но не наоборот. Второе начало термодинамики указывает также на накопление в будущем энтропии.
Впрочем, некоторые ученые думают немного иначе. Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр» оспаривает утверждение, что для физических законов существует различие между направлением «вперёд» и «назад» во времени. Хокинг обосновывает это тем, что передача информации возможна только в том же направлении во времени, в котором возрастает общая энтропия Вселенной. Таким образом, Второй закон термодинамики является тривиальным, так как энтропия растет со временем, потому что мы измеряем время в том направлении, в котором растет энтропия[2].
Единственность прошлого считается весьма правдоподобной. Мнения учёных касательно наличия или отсутствия различных «альтернативных» будущих различны[3].
Единицы измерения времени
- Тысячелетие
- Столетие
- Год
- Месяц
- Неделя
- Сутки
- Час
- Минута
- Секунда
- Терция — устар., в настоящее время не используется
- Миллисекунда, микросекунда, наносекунда
Хронологически обособленные временные отрезки
В геологии
В истории
- Эпоха (Эпоха Возрождения, Эпоха застоя)
- Эра
- Период
- Век — не путать со столетием (каменный век, бронзовый век)
Метрология
Средства отсчёта текущего времени (автономные)
- Календарь (печатное издание) — только дискретный счёт
- Часы
- Стандарт частоты
Централизованные способы определения текущего времени
- По телефону с помощью службы точного времени
- По телевизору или бытовому радиоприёмнику, используя аудио- или визуальные сигналы точного времени, передаваемые вещательными службами
- По приёмнику сигналов точного времени, используя особые сигналы, передаваемые специальными радиостанциями
- По компьютеру с помощью специальных сетевых сервисов в Интернете и локальных сетях (например, таких как
- Секундомер
- Электронно-счётный частотомер с блоком измерения интервалов
- Осциллограф
- Таймер
- Калиброванная линия задержки
- Песочные часы
- Синтезатор интервалов времени
- Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-98 — находится во ВНИИФТРИ
- Вторичный эталон единицы времени и частоты ВЭТ 1-10-82 — находится в СНИИМ (Новосибирск)
- Международные эталоны
- ISO 8601
- Хронология
- Календарь
- Единицы измерения времени
- Момент времени
- Ось времени
- Универсальное координированное время
- Время гринвичского меридиана
- Международное Атомное Время
- Динамическое время
- Эфемеридное время
- Время спутниковых навигационных систем
- Пространство
- Трансдисциплинарная лингвистическая формула времени
- Путешествия во времени
- ↑ Caldirola, P. (1980). "The introduction of the chronon in the electron theory and a charged lepton mass formula". Lett. Nuovo Cim. 27: 225–228. DOI:10.1007/BF02750348.
- ↑ Хокинг С. Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр. Пер. с англ. Н. Я. Смородинской. — СПб.: «Амфора», 2001. — 268 с — ISBN 5-94278-564-3.
- ↑ И. Пригожин Порядок из Хаоса. Новый диалог человека с природой.
- RFC 3339
- Институт исследований природы времени при МГУ
- Ли Смолин Атомы пространства и времени.
- Анаксагор Кэнз Пространство и призрак времени
- Хапаева Д. Время собственное (Время в культуре XX-XXI вв.) // Хапаева Д. Герцоги республики в эпоху переводов: Гуманитарные науки и революция понятий. — М.: Новое литературное обозрение, 2005. — С. 204−215.
- А. Маслов. Представление о времени в Китае // Маслов А.А. Китай: колокольца в пыли. Странствия мага и интеллектуала. — М.: Алетейя, 2003. — С. 9−15.
- Единицы физических величин. Бурдун Г. Д., Базакуца В. А. — Харьков: Вища школа, 1984
- Справочник по физике. Яворский Б. М., Детлаф А. А. — М.: Наука, 1981
- Шполянский В. А. Хронометрия — М.: Машиностроение, 1974
Средства измерения временных интервалов
Средства воспроизведения временных интервалов
Эталоны
См. также
Примечания
Внешние ссылки
Литература
Время | |
---|---|
Единицы измерения |
Эон • Эра • Тысячелетие • Столетие (век) • Год • Времена (время) года • Месяц • Неделя • Сутки • Время суток • Час (Академический) • Минута • Секунда |
Стандарт | ISO 8601 • |
Инструменты измерения |
Часы • Секундомер • Хронограф • Земля • Солнце • Луна |
Прочее |
Хронология • Летоисчисление • Календарь • Ось времени • Наша эра • Месяцеслов • (Био)ритм • Период • Момент времени • Мгновение • Универсальное координированное время • Время гринвичского меридиана • Международное атомное время • Динамическое время • Эфемеридное время • Время спутниковых навигационных систем • Путешествие во времени • Пространство-время • |
Базовые понятия трандисциплинарности |
Wikimedia Foundation. 2010.