Virtual Laboratory Wiki
Advertisement

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

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 число процессов в системе отсчёта произошедших одновременно (то есть являющихся причиной одного события в локальной точке) 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 составляющий примерно 5,3×10-44 сек.

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
  • Терцияустар., в настоящее время не используется
  • Миллисекунда, микросекунда, наносекунда

Хронологически обособленные временные отрезки

В геологии

  • Эон
  • Эра
  • Эпоха
  • Период
  • Век (геологический) — не путать со столетием
  • Фаза

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 NTP)
  • С помощью технических средств, позволяющих узнать время по GPS

Средства измерения временных интервалов

  • Секундомер
  • Электронно-счётный частотомер с блоком измерения интервалов
  • Осциллограф

Средства воспроизведения временных интервалов

  • Таймер
  • Калиброванная линия задержки
  • Песочные часы
  • Синтезатор интервалов времени

Эталоны


Часы

Умные часы (англ. smart watch), также Смарт-часы или Часофон — компьютеризированные наручные часы с расширенной функциональностью (кроме стандартного слежения за временем), часто сравнимой с коммуникаторами. Первые модели выполняли простые задачи, например, выступали в роли калькулятора, переводчика или игрового устройства. Современные умные часы — это носимые компьютеры. Многие модели поддерживают сторонние приложения и управляются мобильными операционными системами, могут выступать в качестве мобильных медиа-плееров. С помощью некоторых моделей можно принимать телефонные звонки и отвечать на SMS и электронную почту. Некоторые умные часы работают только в паре со смартфоном и выступают в роли вспомогательного экрана, который оповещает владельца о поступлении новых уведомлений (например, сообщений в социальных сетях, звонков и напоминаний из календаря)[4].

Выход первых умных часов датируется 1979 годом, когда бренд Pulsar выпустил часы с возможностью хранить в памяти 24 цифры, что сделало их первыми часами с программируемой памятью.[5]


См. также


Примечания

  1. 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.
  2. 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.
  3. И. Пригожин Порядок из Хаоса. Новый диалог человека с природой.
  4. Рейтинг умных часов
  5. Умные часы.

Внешние ссылки

Литература

  • 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
Advertisement