Лекция
Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про время, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое время, время в физике, время в программировании, время в экономике, художественное время , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Введение в физику, основы.
время — форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения . Одно из основных понятий философии ифизики, условная сравнительная мера движения материи, а также одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел.
В философии — это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении — из прошлого, через настоящее в будущее) , внутри которого происходят все существующие в бытии процессы, являющиеся фактами. Тем не менее, существуют теории с симметричным временем, например, теория Уилера — Фейнмана.
В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет три аспекта:
Прежде всего, время характеризуется своей однонаправленностью (см. Стрела времени). Также время определяется в некой системе отсчета, которая может быть какнеравномерная (процесс вращения Земли вокруг Солнца или человеческий пульс), так и равномерная. Равномерная эталонная система отсчета выбирается «по определению», ранее, например, ее связывали с движением тел Солнечной системы (эфемеридное время), а в настоящее время таковой локально считается атомное время, а эталон секунды — 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133при отсутствии возмущения внешними полями. Следует отметить, что это определение — не произвольное, а связанное с наиболее точными периодическими процессами, доступными человечеству на данном этапе развития экспериментальной физики .
Большинство современных ученых 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 неубывание энтропии в будущем дляизолированной системы.
Впрочем, некоторые ученые думают немного иначе. Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени» оспаривает утверждение, что для физических законов существует различие между направлением «вперед» 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 .
Единственность прошлого считается весьма правдоподобной. Мнения ученых касательно наличия или отсутствия различных «альтернативных» вариантов будущего различны .
Также существует космологическое направление времени, где начало времени — Большой взрыв, а течение времени зависит от расширения Вселенной.
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, илиинтегралами 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:
Единой общепризнанной теории, объясняющей и описывающей такое понятие, как Время, на данный момент не существует. Выдвигается множество теорий (они также могут быть частью более общих теорий и философских учений), пытающихся обосновать и описать это явление.
Время в Классической физике
В классической физике время — это непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая. В качестве основы измерения используется некая, обычно периодическая, последовательность событий, которая признается эталоном некоторого промежутка времени. На этом основан принцип работы часов.
Время в классической физике существует само по себе, отдельно от пространства и любых материальных объектов в мире. Время как поток длительности одинаково определяет ход всех процессов в мире. Все процессы в мире, независимо от их сложности, не оказывают никакого влияния на ход времени. Поэтому время вклассической физике называется абсолютным. И. Ньютон: «Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно, и иначе называется длительностью… Все движения могут ускоряться или замедляться, течение же абсолютного времени изменяться не может.» Абсолютность времени математически выражается в инвариантности уравнений ньютоновской механики относительнопреобразований Галилея. Все моменты времени в прошлом, настоящем и будущем между собой равноправны, время однородно. Течение времени всюду и везде в мире одинаково и не может изменяться. Каждому действительному числу может быть поставлен в соответствие момент времени, и, наоборот, каждому моменту времени может быть поставлено в соответствие действительное число. Таким образом, время образует континуум. Аналогично арифметизации (сопоставлению каждой точки числу) точек евклидового пространства, можно провести арифметизацию всех точек времени от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперед в будущее. Для измерения времени необходимо только одно число, то есть время одномерно. Промежуткам времени можно поставить в соответствие параллельныевекторы, которые можно складывать и вычитать как отрезки прямой. Важнейшим следствием однородности времени является закон сохранения энергии(теорема Нетер) . Уравнения механики Ньютона и электродинамики Максвелла не изменяют своего вида при смене знака времени на противоположный. Они симметричны относительно обращения времени (T-симметрия). Время в классической механике и электродинамике обратимо. Математическим выражением обратимости времени в классической механике является то, что в формулы классической механики время входит через оператор
Время в Термодинамике
В термодинамике время необратимо, благодаря существованию закона возрастания энтропии замкнутой системы. Энтропия замкнутой системы может только увеличиваться с течением времени или оставаться постоянной[12].
Время в Квантовой физике
Такова же роль времени и в квантовой механике: несмотря на квантование почти всех величин, время осталось внешним, неквантованным параметром. Введение оператора времени запрещается основами квантовой механики.[13] В квантовой механике время необратимо, благодаря взаимодействию в процессе измерения квантовомеханического объекта с классическим измерительным прибором. Процесс измерения в квантовой механике несимметричен по времени. По отношению к прошлому он дает вероятностную информацию о состоянии объекта. По отношению к будущему он сам создает новое состояние.[14] Математическим выражением необратимости времени в квантовой механике является то, что в уравнения Шредингера и Дирака время входит посредством оператора или его эквивалента - энергии [11]. В квантовой механике имеется соотношение неопределенности для времени и энергии: закон сохранения энергии в замкнутой системе может быть проверен посредством двух измерений, с интервалом времени между ними в , лишь с точностью до величины порядка .[15]
Время в Релятивистской физике
В релятивистской физике (Специальная теория относительности, СТО) постулируются два основных положения:
Эти постулаты приводят к заключению о том, что события, одновременные в одной системе отсчета, могут быть неодновременными в другой системе отсчета, движущейся относительно первой. Таким образом, ход времени зависит от движения системы отсчета. Математически эта зависимость выражается черезпреобразования Лоренца.[16] Пространство и время теряют свою самостоятельность и выступают как отдельные стороны единого пространственно-временного континуума (Пространство Минковского). Взамен абсолютного времени и расстояния в трехмерном пространстве, сохраняющихся при преобразованиях Галилея, появляется понятие инвариантного интервала, сохраняющегося при преобразованиях Лоренца.[17] Причинно-следственный порядок событий во всех системах отсчета не изменяется[18]. В движущейся системе отсчета ход времени с точки зрения неподвижной системы отсчета замедляется (релятивистское замедление времени): . Здесь — интервал времени в неподвижной системе отсчета, — интервал времени в движущейся системе отсчета, — скорость движения движущейся системы отсчета, — скорость света в вакууме[19].
Как показывает опыт, в физике элементарных частиц время обратимо во всех процессах, кроме распада нейтральных мезонов и некоторых других тяжелых частиц (Нарушение CP-инвариантности)[20].
Общая теория относительности (ОТО), опираясь на принцип эквивалентности сил гравитации и инерции, обобщила понятие четырехмерного пространства-времени Минковского на случай неинерциальных систем отсчета и полей тяготения.[21]. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Метрические свойства пространства-времени в каждой точке под влиянием поля тяготения становятся различными. Влияние гравитационного поля на свойства четырехмерного пространства-времени описывается метрическим тензором. Вблизи массивных тел (в точках с большим абсолютным значением гравитационного потенциала) ход времени всегда замедляется по сравнению с ходом времени вдали от них (в точках с меньшим абсолютным значением гравитационного потенциала). Относительное замедление времени для двух точек слабого постоянного гравитационного поля равно разности гравитационных потенциалов, деленной на квадрат скорости света (Гравитационное красное смещение).[22] На горизонте событий черной дыры, с точки зрения системы отсчета, связанной с удаленным наблюдателем, ход времени полностью останавливается[23].
=
Время в Квантовой теории поля
Наиболее общая взаимосвязь свойств пространства, времени и материи в квантовой теории поля формулируется в виде CPT-теоремы. Она утверждает, что уравнения квантовой теории поля не изменяются при одновременном применении трех преобразований: зарядового сопряжения C — замена всех частиц им соответствующими античастицами; пространственной инверсии P — замена знаков всех пространственных координат на противоположные; обращения времени T — замены знака времени на противоположный.
В силу CPT-теоремы, если в природе происходит некоторый процесс, то с той же вероятностью может происходить и CPT-сопряженный процесс, то есть процесс, в котором частицы заменены соответствующими античастицами (С-преобразование), проекции их спинов поменяли знак (P-преобразование), а начальные и конечные состояния процесса поменялись местами (T-преобразование).[24]
При применении метода диаграмм Фейнмана античастицы рассматриваются как частицы, распространяющиеся вспять по времени.[25]
Время в Синергетике
Синергетика, в ходе разрешения парадокса стрелы времени (почему обратимые процессы приводят к необратимым явлениям?) на основе изучения процессов в неравновесной статистической механике при помощи применения к ним основанной Пуанкаре и Колмогоровым теории хаоса, выдвинула понятие несводимого к отдельным траекториям (классическая механика) или волновым функциям (квантовая механика) вероятностного описания хаотических классических или квантовых систем путем применения неунитарных преобразований с комплексными собственными значениями.[26][27] Данная формулировка уравнений динамики включает в себя нарушение симметрии во времени и необратимость уже на уровне уравнений движения. И. Пригожин: «время приобретает свой истинный смысл, связанный с необратимостью или даже с „историей“ процесса, а не является просто геометрическим параметром, характеризующим движение»[28].
Некоторые теории оперируют т. н. «мгновением», хрононом[29] — мельчайшим, элементарным и недробимым «квантом времени» (соответствующим понятию «планковское время» и составляющий примерно 5,3·10−44 с).
Время в Психологии
В психологии время является субъективным ощущением и зависит от состояния наблюдателя. Различают линейное и круговое (циклическое) время.
59.00 59.25 59.50 59.75 59.00 ← повтор 59.25 59.50 59.75 00.00 ← инкремент 00.25Это компромисс: вы не можете как-либо выразить високосную секунду в ваших системных часах и ваше время гарантированно пойдет в обратную сторону. С другой стороны, каждый день равен в точности 86 400 секундам, и вам не понадобится таблица всех прошлых и будущих високосных секунд для того, чтобы перевести Unix-время в удобную для человека форму часы-минуты-секунды.
gettimeofday()
. Если вам нужны монотонные (постоянно увеличивающиеся) часы, посмотрите на clock_gettime()
. [Вариант для Java: вместо System.currentTimeMillis()
используйте System.nanoTime()
]ntpd
может изменять системное время двумя способами:
сложность алгоритма и примерное время его выполнения
В экономике время – это время реакции конкретных активов на изменение общей экономической ситуации. Под реакцией понимается изменение факторов производства (см. ресурсы), ведущее к изменению объемов производства и соответственно объемов предложения. Под изменением общей экономической ситуации понимается изменение потребностей, ведущее к изменению спроса и изменение технологий. Под временем реакции понимается длительность процесс адаптации экономики и, прежде всего активов предприятия к изменению внешних условий.
Протяженность процесса адаптации может быть различной. В связи с этим есть основания выделить четыре периода времени.
Мгновенный – это период времени, в течение которого невозможно изменить ни один из факторов производства. Не меняются факторы производства, не меняется объем производства, не меняется величина предложения. Она неэластична по отношению к цене. Сама же равновесная цена является ценой спроса, так как зависит исключительно от вменений спроса. Кривая предложения вертикальна.
Краткосрочный - период времени, в течение которого невозможно изменить постоянные (производственные площади и оборудование), но возможно изменить переменные факторы производства (численность работников, количество сырья и энергии). В результате предложение, хотя и в ограниченных масштабах, но отреагирует на изменение условий рынка. Кривая предложения некоторое время будет восходить, потом снова станет вертикальной.
Долгосрочный – возможно изменение всех факторов производства, кроме технологии. Производство растет, увеличивается спрос на производственные ресурсы, цены на них растут, растут издержки, что найдет отражение в восходящей кривой предложения.
Сверхдолгий – период, в котором изменяется сама технологическая база производства благодаря использованию инноваций. Изменение технологической базы – это существенное снижение издержек производства, что найдет отражение в нисходящей кривой предложения и снижением цены товара.
Художественное пространство и время (хронотоп) - пространство и время, изображенные писателем в художественном произведении; действительность в ее пространственно-временных координатах.
Художественное время – это порядок, последовательность действия в худ. произведении.
Пространство – это совокупность мелочей, в которых живет художественный герой.
Художественное время — это не мысль писателя о времени, это то время, “которое писатель сам творит в своем произведении” [2, с. 76]. В художественном времени протекает действие произведения: живут и действуют его герои и совершаются изображаемые в нем события.
Образы художественного времени | Краткая характеристика | Пример |
1. Биографическое | Детство, юность, зрелость, старость | "Детство", "Отрочество", "Юность" Л.Н. Толстого |
2. Историческое | Характеристика смены эпох, поколений, крупных событий в жизни общества | "Отцы и дети" И.С. Тургенева, "Что делать" Н.Г. Чернышевского |
3. Космическое | Представление о вечности и вселенской истории | "Мастер и Маргарита" М.А. Булгакова |
4. Календарное |
Смена времен года, будней и праздников |
Русские народные сказки |
5. Суточное | День и ночь, утро и вечер | "Мещанин во дворянстве" Ж.Б. Мольера |
Временным парадоксом, или парадоксом путешествия во времени, называют логическое противоречие, возникающее в случае, когда прибывший из будущего совершает поступок, влияющий в будущем на само это путешествие. Временные парадоксы делятся на две большие группы. Это, так называемые согласованные, иллюстрирующиеся, например, парадоксом убитого дедушки, и причинно-следственные петли
Одним из первых философов, которые начали размышлять о природе времени, был Платон. Время (греч. χρόνος) он характеризует в своем трактате Тимей как «движущееся подобие вечности». Оно является характеристикой несовершенного динамического мира, где нет блага, но есть лишь стремление им обладать. Время, таким образом, обнаруживает момент неполноты и ущербности (никогда нет времени). Вечность (греч. αἰών), напротив, является характеристикой статического мира богов. Аристотель развил это понимание времени, определив его как «меру движения». Такое толкование было закреплено в его «Физике», и оно заложило основу естественнонаучного понимания времени.
В начале Средневековья Августин развивает концепцию субъективного времени, где оно становится психическим феноменом смены восприятий (растяжением души —лат. distentio animi)[30]. Августин различает три части времени: настоящее, прошлое и будущее. Прошлое дано в памяти, а будущее в ожидании (в том числе в страхе или в надежде). Августин отмечает такой аспект времени, как необратимость, поскольку оно наполняется свершающимися событиями (время проходит). Помимо души человека, время обнаруживает себя в человеческой истории, где оно линейно.
В дальнейшем оба толкования времени развиваются параллельно. Естественнонаучное понимание времени углубляет Исаак Ньютон, введя концепцию «абсолютного времени», которое течет совершенно равномерно и не имеет ни начала, ни конца. Готфрид Лейбниц следует за Августином, усматривая во времени способ созерцания предметов внутри монады. За Лейбницом следует Иммануил Кант, которому принадлежит определение времени как «априорной формы созерцания явлений»[31]. Однако как естественнонаучная, так и субъективная концепции времени обнаруживают в себе нечто общее, а именно момент смены состояний, ибо если ничего не изменяется, то и время никак себя не обнаруживает. А. Бергсон в этой связи отрицает «отдельное» существование времени и предметов, утверждая реальность «длительности». Время является одной из форм проявления длительности в нашем представлении. Познание времени доступно лишь интуиции. А. Бергсон: «Ведь наша длительность не является сменяющими друг друга моментами: тогда постоянно существовало бы только настоящее, не было бы ни продолжения прошлого в настоящем, ни эволюции, ни конкретной длительности. Длительность — это непрерывное развитие прошлого, вбирающего в себя будущее и разбухающего по мере движения вперед.»[32]
Схожие представления развиваются в столь различных философских направлениях, как Диалектический материализм (время как форма существования материи) и вфеноменологии. Время уже отождествляется с бытием (например, в работе Хайдеггера «Бытие и время», 1927) и его противоположностью уже становится не вечность, но небытие. Онтологизация времени приводит к его осознанию как экзистенциального феномена.
Как в классической, так и в релятивистской физике для отсчета времени используется временна́я координата пространства-времени (в релятивистском случае — также и пространственные координаты), причем (традиционно) принято использовать знак «+» для будущего, а знак «-» — для прошлого. Однако смысл временно́й координаты в классическом и релятивистском случае различен (см. Ось времени).
Время в астрономии и навигации связано с суточным вращением земного шара; для отсчета используются несколько родов времени.
Название | Длительность |
Гигагод | 1 000 000 000 лет |
Тысячелетие (Миллениум) | 1000 лет |
Век, столетие | 100 лет |
Индикт | 15 лет |
Десятилетие | 10 лет |
Год | 365/366 суток |
Квартал | 3 месяца — 1/4 года |
Месяц | ≈ 3 декады — 28-31 суток, но чаще всего используют 30 суток |
Декада | 10 суток |
Неделя | 7 суток |
Шестидневка | 6 суток |
Пятидневка | 5 суток |
Сутки | 1/7 недели |
Час | 1/24 суток |
Минута | 1/60 часа |
Секунда | 1/60 минуты |
Терция | 1/60 секунды |
Сантисекунда | 10−2 секунды |
Миллисекунда | 10−3 секунды (движение пули на коротком отрезке) |
Микросекунда | 10−6 секунды (поведение перешейка при отрыве капли) |
Наносекунда | 10−9 секунды (диффузия вакансий на поверхности кристалла) |
Пикосекунда | 10−12 секунды (колебания кристаллической решетки, образование и разрыв химических связей) |
Фемтосекунда | 10−15 секунды (колебания атомов, ЭМ-поля в световой волне) |
Аттосекунда | 10−18 секунды (период ЭМ-колебаний рентгеновского диапазона, динамика электронов внутренних оболочек многоэлектронных атомов) |
Зептосекунда | 10−21 секунды (динамика ядерных реакций) |
Иоктосекунда | 10−24 секунды (рождение/распад нестабильных элементарных частиц) |
Время в геологии
Время в истории
Время в Интернете
Эталоны
Средства отсчета текущего времени (автономные)
Средства воспроизведения временных интервалов
Средства измерения временных интервалов
Для измерения времени применяются различные калиброванные приборы, имеющие в составе средство воспроизведения временных интервалов — стабильныйгенератор импульсов (маятник, кварцевый или иной генератор):
Централизованные способы определения текущего времени
Пожалуйста, пиши комментарии, если ты обнаружил что-то неправильное или если ты желаешь поделиться дополнительной информацией про время Надеюсь, что теперь ты понял что такое время, время в физике, время в программировании, время в экономике, художественное время и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Введение в физику, основы
Комментарии
Оставить комментарий
Базовая физика
Термины: Базовая физика