Время

План:

Введение

1 История
2 Свойства времени
- 2.1 Сокращение промежутка времени в движущейся системе отсчета
- 2.2 Направленность времени
3 Отсчет времени
4 Единицы измерения времени
5 Философские взгляды на время

Источники

7 Сноски

Введение

Песочные часы иллюстрирует ход времени, а также тонкую линию современного, разделяющая прошлое и будущее

Время - одно из основных понятий физики и философии, одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических (материальных) тел.

Как физическая величина время преимущественно обозначается буквой t, промежуток времени - буквой τ. Единицей измерения времени в системе СИ является секунда, перечень других единиц приведен ниже.

Как философская категория время, очевидно, является неотъемлемым атрибутом мира, он начался с рождением мира и исчезнет, когда мир добежит конца.

В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет три аспекта:

координаты события на временной оси. На практике это текущее время: календарный, обусловленный правилами календаря и времени суток, обусловленный какой-либо системой счисления (шкалой) времени (примеры: местное время, всемирное координированное время);
относительное время, временной интервал между двумя событиями;
субъективный параметр при сравнении нескольких разночастотных процессов.

1. История

Исторически основной единицей для измерения коротких интервалов времени была сутки (часто говорят "день"), уровне периода вращения Земли вокруг своей оси. В результате деления суток на меньшие интервалы возникли часы, минуты и секунды.

Происхождение разделения, вероятно, связано с двенадцатеричную системой счисления, которой придерживались древние. Сутки делили на два равных последовательных интервала (условно "день" и "ночь"). Каждый из них делили на 12:00. Дальнейшее деление часа восходит к шестидесятеричной системе счисления. Каждый час делили на 60 минут. Каждую минуту - на 60 секунд.

Для измерения более длительных интервалов времени используются единицы измерения "Год", "Луна" и "Неделя", состоящие из целого числа суток. Год приблизительно равен периоду обращения Земли вокруг Солнца (примерно 365 суток), месяц - периоду полной смены фаз Луны (так называемому синодическому месяцу, равному 29,53 суток). Неделя состоит из 7 дней, не имеет прямой астрономической основы (хотя она изначально была привязана к округленной до целого числа дней продолжительности одной из четырех фаз Луны), однако широко используется как единица времени.

Десятичную систему измерения времени активно использовали только в древнем Китае. День у древних китайцев состоял из ста частей под названием "ке", а месяц - с 10 дней, называемых "сюнь". В Европе десятичная система измерения времени появилась во время французской революции - под влиянием "метрической лихорадки"; декретом Конвента от 5 октября 1793 года была предпринята попытка перевести уже все человечество в десятичное время. Время от полуночи до полуночи делились на 10 десятичных часов, час на 100 десятичных минут, а минута на 100 десятичных секунд (таким образом, полночь приходилась на 0:00:00, полдень - на 5:00:00 и т. п.)

Но наа отличие от республиканского календаря, эта система измерения времени не получила достаточного распространения и была официально отменена в 1795 года.

В начале XXI век Swatch через проблему наличия часовых поясов, которые мешают людям общаться через Интернет решили ввести свою систему измерения времени. Часы и минуты в интернет-времени заменяют "биты" (не путайте с bit - здесь слово "beat", или "удар"). Каждый бит равен одной минуте и 26,4 секунды, а день включает в себя тысячи таких единиц. За точку отсчета взяли меридиан, проходящий через город Биль ( Швейцария), в котором находится штаб-квартира Swatch.

2. Свойства времени

В классической физике время - непрерывная величина, всегда априорная характеристика мира, ничем не обусловлена. За основу измерения берется некая последовательность событий, о которых считается достоверно известным, что они происходят через равные промежутки времени, т.е. периодически. На этом принципе и основаны часы. Такая же роль времени и в квантовой механике : несмотря квантования почти всех величин, время остается внешним, не квантованным параметром. В обоих случаях скорость течения времени" может от чего-либо зависеть, потому тавтологично равна константе.

В специальной теории относительности ситуация кардинально меняется. Время рассматривается как часть единого пространства-времени и, следовательно, не может не меняться при его преобразованиях. Можно говорить, что время становится четвертой координатой, правда, в отличие пространственных координат она имеет противоположную сигнатуру. "Скорость течения времени становится понятием субъективным, зависящим от системы отсчета. Ситуация усложняется в общей теории относительности, где "скорость течения времени зависит также от близости к гравитационных тел.

Несмотря кардинальное изменение роли в теории относительности, ответа на вопрос "какова природа времени?" нет. Нет также ответа на вопрос, почему время непрерывный, а не дискретный, и почему мы живем в мире с одномерным временем. Впрочем, в современной математической физике уже делаются первые попытки ответить на эти вопросы.

Фундаментальным свойством времени является его однонаправленность. Время всегда протекает от прошлого к будущему.

Следствием однородности времени является закон сохранения энергии.

2.1. Сокращение промежутка времени в движущейся системе отсчета

В специальной теории относительности промежуток времени между двумя событиями зависит от системы отсчета, то есть относительным. Если наблюдателя в неподвижной системе отсчета два события произошли в одной точке пространства через промежуток времени t_0 , То для наблюдателя, движущегося со скоростью v относительно неподвижной системы отсчета, эти события произойдут через время

$t = t_0 \ sqrt {1 - \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}$ ,

где c - скорость света в вакууме. Космический путешественник, улетает в далекой звезды на звездолете со скоростью, близкой к скорости света, и возвращается в Землю, будет моложе, чем люди, которые оставались на родной планете (см. Парадокс близнецов).

2.2. Направленность времени

Большинство современных ученых считают, что разница между прошлым и будущим является принципиальным. Согласно современному уровню развития науки, информация переносится из прошлого в будущее, но не наоборот. Второй закон термодинамики указывает также на накопление в будущем энтропии.

Впрочем, некоторые ученые полагают несколько иначе. Стивен Хокинг в своей книге "Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр" 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, поскольку энтропия возрастает со временем, потому что мы измеряем время в том направлении, в котором растет энтропия.

Единственность прошлого считается достаточно правдоподобной. Мнения ученых относительно наличия или отсутствия различных альтернативных вариантов будущего разные.

Также существует космологический направление времени, где начало времени - большой взрыв, а течение времени зависит от расширения Вселенной.

3. Отсчет времени

Как в классической, так и в релятивистской физике для отсчета времени используется временная координата пространства-времени, причем (традиционно) принято использовать знак "+" к будущему, а знак "-" в прошлом. Однако смысл временной координаты в классическом и релятивистскому случаях разный.

Измерить промежуток времени возможно только сравнив его с продолжительностью другого события, которое считается регулярной. Так, можно сказать, что месяц январь длится 31 день. В этом случае период времени между началом и концом месяца сравнивается с регулярным событием - восходом Солнца.

Приборы предназначены для измерения коротких промежутков времени, называются часами и хронометрами. Уже в древности были известны солнечные часы. Однако потребности все более точного определения промежутков времени потребовало разработки новых приборов, в основе которых лежали бы короткие процессы с короткими периодами. В эпоху научной революции таким базовым процессом для измерения времени стали колебания маятника. Колебания маятника и другие типы механических колебаний лежат в основе большинства механических часов. Электронные часы тоже используют колебательные процессы, но они немеханические природу.

Единица времени, секунда определяется Международным бюро мер и весов на основе цезиевого стандарта ^[1].

4. Единицы измерения времени

Основной единицей измерения времени в физике есть секунда. Эталон секунды определяется как 9192631770 периодов излучения атома цезия -133 при переходе между двумя уровнями основного состояния, расщепленными в магнитном поле ядра, при постоянной длине волны, нулевой температуре и отсутствии внешнего магнитного поля ^[1].

Кроме секунды используются многочисленные производные единицы:

Периоды времени, короче секунду, измеряется в долях секунды - миллисекундах, микросекундах, наносекундах, пикосекунд, фемтосекунд.

5. Философские взгляды на время

Среди философов существует два существенно разных взглядов на время. Один из них рассматривает время как фундаментальную структуру вселенной, измерение, в котором происходит последовательности событий. Такого реалистичного взгляда придерживался, в частности, Исаак Ньютон, поэтому такое время часто называют ньютоновской ^[2] ^[3]. Противоположная точка зрения придерживается мнения, что срок время не обозначает любого реального измерения, через который "движутся" объекты или события, ни какой-либо сущности, "плывет", а является интеллектуальной концепцией (вместе с пространством и числами) , что позволяет людям установить последовательность событий и сравнивать их ^[4]. Этой второй точки зрения придерживались Готфрид Лейбниц ^[5] и Иммануил Кант ^[6] ^[7]. Она утверждает, что пространство и время "не существуют сами по себе, а ... является результатом того, который мы представляем вещи", поскольку мы можем знать вещи только такими, какими они нам кажутся.

См.. также

Взгляните время в Викисловарь, свободном словаре.

Источники

Г. Эберт. Краткий справочник по физике. - М., Физматгиз, 1963.-552 с., Ил.
Кузьмичев В. Е. Законы и формулы физики / Отв. ред. В. К. Тартаковский. - Киев: Наук. мысль, 1989.-864 с. - ISBN 5-12-000493-8.

7. Сноски

↑ ^{а б} "Official BIPM definition". BIPM . http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/second.html . Проверено 2008 .
Rynasiewicz, Robert: Johns Hopkins University (2004-08-12). "Newton's Views on Space, Time, and Motion". Stanford Encyclopedia of Philosophy. Stanford University . http://plato.stanford.edu/entries/newton-stm/ . Проверено 2008-01-10 . "Ньютон не рассматривал пространство и время как настоящие субстанции (такие как тела и сознание), но все же считал их реальными сущностями, которые имеют свой собственный способ существования, обусловленный существованием Бога ... Перефразируя: абсолютный, истинный, математическое время, по своей собственной природе протекает равномерно, без какого-либо влияния чему-либо внешнему и не меняясь в зависимости от того, как его измеряют (например, в часах, днях, месяцах или годах). "
Markosian, Ned. "Time". В Edward N. Zalta. The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Winter 2002 Edition) . http://plato.stanford.edu/entries/time/ # 3 . Проверено 2008-01-18 . "Противоположную точку зрения, которую обычно называют платонизмом по времени или абсолютизмом по времени защищали Платон, Ньютон и другие. Согласно что этой точки зрения, время похож на пустой контейнер, в который можно положить события, но это контейнер, который существует независимо от того, что у него положено, или не положено. "
Research Trends in Geographic Information Science. - Springer Japan, 2009. ISBN 3-540-88243-X.
Burnham, Douglas: Staffordshire University (2006). "Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) Metaphysics - 7. Space, Time, and Indiscernibles". The Internet Encyclopedia of Philosophy . http://www.iep.utm.edu/l/leib-met.htm # H7 . Проверено 2008-01-10 . "Прежде всего, по мнению Лейбница идея о том, что пространство или время могут быть субстанциями или чем-то похожим на субстанции абсурдная (см., например," Переписка с Кларком ", Leibniz's Fourth Paper, 8ff). Кратко, пустое пространство было бы субстанцией без свойств, он был бы субстанцией, которую даже Бог не мог бы изменить или уничтожить ... То, пространство и время являются чертами, внутренне присущими повносяжний концепции вещей, не внешне ... Мнения Лейбница имеют два важных следствия. Первое, нет абсолютного расположения ни в пространстве, ни во времени, расположение - это всегда ситуация объекта или события относительно других объектов и событий. Второе, пространство и время сами по себе не реальные (т.е. не являются субстанциями). Пространство и время является, скорее, идеальными. Пространство и время - это только метафизически незаконный способ понимания определенных виртуальных соотношения между субстанциями. Они - феномены, или, строго, иллюзии (хотя такие иллюзии, хорошо обоснованные внутренними свойствами субстанций) ... Иногда удобно думать о пространство и время как о чем-то, что "есть", то над и за пределами сущностей и их взаимных отношений, но это удобство не следует путать с реальностью. Пространство - не более, чем порядок сосуществования объектов, время - не более, чем порядок последовательных событий. Обычно это называют релятивной теории пространства и времени. "
Mattey, GJ: UC Davis (1997-01-22). "Critique of Pure Reason, Lecture notes: Philosophy 175 UC Davis" . http://www-philosophy.ucdavis.edu/mattey/kant/TIMELEC.HTM . Проверено 2008-01-10 . "Что во взглядах Лейбница правильно, это анти-метафизическая позиция. Пространство и время не существуют сами по себе, а в определенном смысле как следствие того, как мы представляем вещи. Они идеани, хотя не в том смысле, в котором их считал идеальными Лейбниц (выдумки воображения). Идеальность пространства в его зависимости от сознания: это только условие ощущения ... Кант сделал вывод, что "абсолютное время не является объектом внешнего чувства, это скорее фундаментальная концепция, которая прежде делает возможными другие ощущения" .. . Многое, что говорилось о пространстве, касается, mutatis mutandis, времени, поэтому я не буду повторять аргументы. Насклькы пространство - форма внешней интуиции, столь время - форма внутренней интуиции ... Кант утверждал, что время реальный, что это "реальная форма внутренней интуиции "."
McCormick, Matt: California State University, Sacramento (2006). "Immanuel Kant (1724-1804) Metaphysics: 4. Kant's Transcendental Idealism". The Internet Encyclopedia of Philosophy . http://www.iep.utm.edu/k/kantmeta.htm # H4 . Проверено 2008-01-10 . "Время, говорит Кант, также необходим как форма или условие нашей интуиции относительно объектов. Идею времени самого по себе мы не можем получить из опыта, поскольку последовательность или одновременность объектов - явления, указывающие на течение времени - было бы невозможно представить, если бы мы не имели способности представлять объекты во времени ... Другой способ выразить основную мысль в том, чтобы сказать, что тот факт, что ум познающих делает априори вклад, не означает, что пространство и время или категории есть только выдумками воображения. Кант является эмпирическим реалистом относительно мира, который дан нам через опыт, и мы можем знать предметы такими, какими они нам являются. Своим аргументом относительно того вклада, который разум привносит в создание природы, он твердо защищает науку и естествознание. Вполне дискурсивно он утверждает, что рациональное существо должно понимать физический мир как объединенный пространственно и темпорально. "