Вы можете превратить яйцо в омлет, но невозможно сделать из омлета яйцо. Поразмыслите над этим примером и его связью с таким понятием, как время.

Канадский музыкант Сэм Робертс поёт: «Время - увёртливая рыбка». Понимание времени сложно сформулировать. Философы и даже лингвисты имеют право на свою трактовку в равной степени с физиками.

Ниже приводятся некоторые попытки сформулировать концепцию времени, некоторые интересные факты о времени и взгляд на мир без времени.

Время и хаос

Австрийский физик Людвиг Больцман в 1870 г. высказал идею, в которой время ассоциировалось с беспорядком. Физик Шон Кэрролл в 2010 г. пояснил: «Если вы аккуратно разложите листы бумаги на своём столе и уйдёте, то рано или поздно на столе возникнет беспорядок. Вы бы очень удивились, если бы наоборот разбросанные листы сами собой легли ровными стопочками.

Физик Шон Кэрролл: «Если вы аккуратно разложите листы бумаги на своём столе и уйдёте, то рано или поздно на столе возникнет беспорядок. Вы бы очень удивились, если бы наоборот разбросанные листы сами собой легли ровными стопочками». Фото: Shutterstock*

Фактически наблюдаемая нами Вселенная зародилась 13,7 миллиарда лет назад из состояния идеального порядка... Вселенная напоминает заводную игрушку, которая медленно движется по инерции на протяжении последних 13,7 миллиарда лет, постепенно останавливаясь».

Четвёртое измерение

Альберт Эйнштейн представлял время-пространство как четвёртое измерение, отдельное от нашего трёхмерного пространства.

Альберт Эйнштейн. Фото: Oren Jack Turner

Конец времени

Д-р. Джулиан Барбур, независимый физик, считает, что следующим большим шагом в физике могло бы стать упразднение времени.

«Объединение общей теории относительности и квантовой механики могут сыграть в этом свою роль... Мы придём к пониманию, что времени не существует, - пишет он в своей книге "Конец времени". - Безусловно, многие люди посчитают абсурдной идею о том, что времени не существует. Я не отрицаю могущественного явления, которое мы наделили названием время. Но что это такое на самом деле? Я считаю, что настоящее явление слишком отличается от представлений людей о нём. Без упоминаний слово "время", вам бы не пришло в голову называть его так».

Он продолжает: «Размышления о личной жизни навели меня на мысль, что мы должны ценить настоящее. Оно действительно существует и гораздо прекраснее, чем мы осознаём. Как говорили римляне: "Carpe diem - живи одним днём"».

Как будет выглядеть мир без времени? «Совсем не так, что мы вдруг ощутим, что время остановилось, - пишет д-р. Барбур. - Наоборот, новые, не подвластные времени принципы объяснят, почему мы ощущаем течение времени. Я думаю, мы должны перейти в другую, более высокую реальность, где ничто: ни Небо, ни Земля - не движутся. Царство покоя».

Какую роль играет восприятие? Существуют ли культуры, в которых нет концепции о времени?

Время не движется одинаково для всех в самом буквальном смысле этого слова. Если поместить сверхточные часы на каждом этаже высотного здания, окажется, что на нижних этажах время идёт медленнее, чем на верхних. Эта разница во времени составляет сущее мгновение, одну миллиардную долю секунды, такой пример приводится в докладе National Geographic.

Особенности восприятия также порождают различия.

В языке племени амондава отсутствует слово «время»

Племя амондава, живущее в Амазонии, имеет уникальное восприятие времени. У них отсутствует представление о событиях, происходивших в прошлом или которые должны произойти в ближайшем будущем. В их языке не существует слова «время» и слов, обозначающих временные промежутки, например «месяц» или «год».

«Нельзя сказать, что это «люди без времени» или «вне времени, - говорит Крис Синха, профессор психологии языка из Университета Портсмута в Англии, в интервью Би-би-си 2011 г. - Представители племени амондава, как и другие люди, могут говорить о событиях и их последовательности.

Чего мы не смогли обнаружить у них - это представления о времени, как о чём-то независимом от событий, которые происходят одновременно с ним; у них нет понятия о времени, как нечто таком, что сопровождает события».

Индейцы хопи

Индейцы хопи. Фото: Shutterstock*

Лингвист Бенджамин Ли Уорф (1897-1941) был большим сторонником относительного времени. В работе «Наука и лингвистика» он пишет, что язык индейцев племени хопи «может быть назван безвременным языком... он не делает различий между настоящим, прошлым и будущим».

Утверждения Ворфа позднее были подвергнуты сомнениям, но многие лингвисты согласились, что в языке хопи другое представление о времени, чем в индоевропейских языках.

В китайском языке нет настоящего, прошедшего и будущего времён, но есть слова, указывающие на время, например «раньше» и «позже». Лингвисты расходятся во мнении, определяет ли язык, на котором говорит человек, его паттерн мышления.

Африканцы и будущее

Кенийский философ Мбити считает, что восприятие времени у африканцев негативно влияет на развитие континента. «В традиционном африканском мышлении отсутствует концепция о том, что история движется «вперёд» по нарастающей... В результате у жителей Африки отсутствует «вера в прогресс», идея о том, что развитие человеческой деятельности и достижения движутся от нижней точки к высшим ступеням. Люди не делают планов на будущее и «не строят воздушные замки», говорит он.

Африканцы понимает смену сезонов или другие подобные естественные явления, но у них нет представления о долговременном планировании или мыслей о будущем, считает Мбити. Он говорит, что его идеи несовершенны и требуют дополнительного анализа, но с его точки зрения, если позволить африканцам понять такую концепцию, как «будущее», это могло бы способствовать развитию континента.

Философ Аврелий Августин: «Если никто меня не спрашивает, я знаю, что такое время, но когда мне задают такой вопрос, мне нечего ответить». Картина Юстуса ван Гента, 1474 г., Лувр.

Установили бы Вы себе на телефон приложение для чтения статей сайта epochtimes?

Фактрум последовательно рассматривает каждую из них.

1. Теория времени Святого Августина

У Святого Августина, христианского философа, были своеобразные представления о времени. Прежде всего, он считал, что время - не бесконечно. Время, по его словам, было создано Богом, кроме того, совершенно невозможно создать что-то бесконечное.

Когда что-то остаётся в прошлом , у него больше нет никаких свойств бытия, потому что оно больше не существует

А ещё Августин полагал, что время на самом деле существует лишь в нашем сознании и зависит только от того, как мы его трактуем. Мы можем сказать, что-то длится долго или не слишком долго, но Августин утверждал, что не существует ни одного реального способа объективно оценить это.

Когда что-то остаётся в прошлом, у него больше нет никаких свойств бытия, потому что теперь оно не существует. И когда мы говорим, что что-то «заняло слишком много времени» - это потому, что мы вспоминаем это «что-то» именно таким способом.

И так как мы измеряем время, основываясь лишь на том, как помним его, следовательно, и существовать оно должно лишь в нашей памяти. Что касается будущего, то оно ещё не существует, поэтому измерить его невозможно. Существует только настоящее, так что единственный логический вывод состоит в том, что понятие времени обитает исключительно у нас в голове.

2. Топология времени

Как выглядит время? Если вы попытаетесь представить его себе, вы вообразите его в виде прямой линии , которая никогда не заканчивается? А может, вы подумаете о чём-то вроде часов, стрелки которых описывают круг за кругом каждый день и каждый год?

Очевидно, что правильного ответа нет, но есть некоторые интригующие идеи, связанные с этим.

Аристотель полагал, что время не может существовать в виде линии. По крайней мере, у него нет ни начала, ни конца, несмотря на то, что должно быть время, когда всё началось. А если представить тот момент, когда всё началось, то придётся отметить точку до этого момента. А если мир перестанет существовать - то появится ещё одна точка, после этого момента.

А ещё совершенно непонятно, сколько может быть линий времени. Может ли это быть всего одна линия времени, направленная вперёд, или же этих линий много, они направлены параллельно друг другу, или наоборот - пересекаются? Может ли время быть одной линией, поделённой на множество отрезков? Может ли быть так, что моменты в потоке времени существуют совершенно независимо друг от друга? Относительно всего этого есть масса мнений. И ни единого ответа.

3. Правдоподобное настоящее

Идея «правдоподобного настоящего» пытается дать ответ на вопрос, как долго это настоящее длится. Обычный ответ, связанный с этим, звучит как «сейчас», но он не слишком информативен.

Допустим, когда в процессе разговора мы доходим до середины предложения, значит ли это, что мы уже закончили начало предложения, и оно осталось в прошлом? А сам разговор - он находится в настоящем времени? Или же в настоящем только часть разговора, а часть его - уже в прошлом?

Э. Р. Клей и Уильям Джеймс высказали идею «правдоподобного настоящего» - это промежуток времени, который мы ощущаем как настоящее. По мнению Клея и Джеймса, этот момент длится всего несколько секунд и не может длиться дольше минуты, и это - то количество времени, о котором мы сознательно осведомлены .

Но даже в этих рамках есть над чем поспорить.

Теоретически, всё перечисленное выше может быть связано с краткосрочной памятью человека - чем эта память лучше, тем дольше настоящее. Ещё есть мнение, что всё это лишь вопрос мгновенного восприятия. А как только вы полагаетесь на свою краткосрочную память - такой момент уже не может быть частью настоящего. То есть возникает проблема «правдоподобного настоящего», и чего-то наподобие «расширенного настоящего», которое возникает сразу после того, как «правдоподобное настоящее» исчезло.

Фактически, у настоящего вообще не должно быть продолжительности, потому что если она есть - часть настоящего сразу оказывается в прошлом, а часть в будущем, и возникает противоречие. А «правдоподобное настоящее» пытается объяснить настоящее как некий продолжительный интервал времени, и это весьма спорно.

4. Невысокие люди воспринимают «сейчас» раньше высоких

Это звучит странно, но в этом есть смысл. Эту теорию выдвинул нейробиолог Дэвид Иглмен, и назвал он её «привязкой по времени».

Всё это основано на идее о том, что мы воспринимаем мир, получая некие информационные пакеты, которые собираются нашими органами чувств, а затем обрабатываются мозгом. Информация от различных частей тела добирается до мозга за разное время. Допустим, вы идёте, на ходу пишете кому-то SMS, и внезапно ударяетесь головой о телеграфный столб. В то же самое время вы травмируете об этот же столб ещё и большой палец на ноге. Теоретически, информация о травме головы должна поступить в ваш мозг быстрее, чем информация о травме большого пальца ноги. Однако вы будете думать, что всё это вы почувствовали одновременно.

А всё потому, что мозг - это своего рода сенсорная структура с чёткой организацией. И эта структура выстраивает для нас вещи в порядке возрастания их смысла.

Указанная выше задержка в обработке информации играет на руку невысоким людям. Потому что невысокий человек ощущает более точную версию времени, поскольку в его случае информации требуется меньше времени, чтобы попасть в мозг.

5. Время замедляется, и мы можем это видеть

Одна из давних проблем физики связана с существованием тёмной энергии. Мы можем видеть эффекты от этой энергии, но понятия не имеем, что она такое.

Команда профессоров из Испании считает, что все усилия по поиску тёмной энергии оказались напрасны просто потому, что её не существует. Они полагают, что все эффекты тёмной энергии можно объяснить альтернативной идеей, что на самом деле мы видим замедление времени перед его возможной остановкой.

Возьмём астрономическое явление, известное как «красное смещение». Когда мы видим звёзды, светящиеся красным светом, мы знаем, что они ускоряются. Группа испанских профессоров объясняет феномен ускорения Вселенной не как результат присутствия в ней тёмной энергии, а как иллюзию, созданную замедлением времени.

У света времени достаточно для того, чтобы дойти до нас. И когда это наконец происходит, время замедляется, создавая иллюзию того, что всё вокруг ускоряется. Время останавливается чрезвычайно, невообразимо медленно, но если учесть обширность космического пространства и его умопомрачительные расстояния, то получится, что мы можем видеть, как замедляется время, просто глядя на звёзды.

6. Времени не существует

Также есть мнение, что времени не существует вовсе. Именно это утверждал в начале прошлого века философ Мактаггарт (J.M. E. McTaggart). По мнению Мактаггарта, при рассмотрении времени допустимо два подхода.

Первый подход называется А-Теория .

Она гласит, что время имеет определённый порядок и непрерывно течёт, что вещи в нём организованы так, как мы их видим. И что события перемещаются из прошлого в настоящее, а затем в будущее.

В-Теория , напротив, утверждает, что принятие временных рамок и самого времени - это иллюзия, и нет никакого способа, позволяющего сделать так, чтобы все события в мире происходили в строго определённом порядке.

Эта версия «времени» поддерживается лишь нашими воспоминаниями, а в нашей памяти, как правило, фиксируются отдельные события, и вспоминаем мы их как отдельные «временные карманы», а не как некий сплошной поток.

С учётом этой теории можно доказать, что времени не существует, поскольку для того, чтобы время существовало, требуется непрерывное изменение событий, мира и обстоятельств . В-теория по определению не ссылается на течение времени, и об изменениях там тоже речи не идёт. Таким образом, времени не существует.

Однако если А-Теория верна, то утверждение о том, что времени нет, выглядит слишком поспешным. К примеру, возьмём день, когда вам исполнился 21 год. С одной стороны, этот день когда-то был в будущем. С другой стороны, этот же день когда-то окажется и в прошлом. Но один и тот же момент не может быть одновременно и в прошлом, и в настоящем и в будущем. Именно поэтому Мактаггарт говорит, что А-Теория - противоречива, а следовательно невозможна, как и само время.

7. Теория четырёх измерений и блока Вселенной

Теория четырёх измерений и блока Вселенной связана с представлением о времени как о реальном измерении. Есть версия, что все объекты существуют в четырёх измерениях, а не в трёх. Четвёртое измерение - это время.

А в нём объекты тоже можно рассматривать с точки зрения их трёх размеров, то есть трёх измерений. Теория блока Вселенной представляет всю Вселенную в виде блока измерений, разделённых «прослойками» времени.

Этот блок имеет длину, ширину и высоту, и для всего в этом блоке, для каждого события, есть определённые слои времени. Каждый человек - это четырёхмерный объект, который существует в разных слоях времени. Есть слой времени для младенчества, есть слой для детства, для отрочества и так далее.

Таким образом, у временного слоя нет прошлого, настоящего или будущего. Однако каждая точка внутри блока Вселенной может оказаться либо прошлым, либо настоящим, либо будущим по отношению к другим точкам времени в этом блоке.

8. Эффект замедления времени

Иногда мы слышим рассказы людей, попавших в опасную для жизни или страшную ситуацию. И эти люди клянутся, что время в таких ситуациях замедляется. Подобное замедление часто ощущается во время событий, не поддающихся объяснению, или событий, случившихся внезапно. Это распространённое явление, и оно уже стало предметом множества дискуссий о том, что же мы испытываем на самом деле.

Исследователи решили узнать, что будет, если время и в самом деле замедлится. Например, мы смогли бы лучше рассмотреть многие вещи, потому что у нашего мозга есть нехорошая привычка смешивать похожие стимулы в одно общее событие, если интервал между стимулами менее 80 миллисекунд.

Был проведён один эксперимент.

Испытуемым предложили смотреть на цифры, которые мигали, и постоянно менялись. Так учёные хотели определить точку, в которой мозг перестаёт обращать внимание на время и человек начинает различать различные серии номеров.

Вначале эксперимент провели в нормальных условиях, а затем решили повторить в условиях экстремальных: участникам предлагалось смотреть на серии мигающих цифр, падая с башни высотой 46 м.

Затем их попросили посмотреть, как другие люди падают с той же башни и оценить, какими долгими эти падения были по сравнению с их падением.

Собственное падение испытуемым казалось на 36% дольше. Кроме того, в экстремальной ситуации люди лучше идентифицировали мигающие цифры. И всё это наводит на мысль, что это не какой-то момент времени замедляется для нас, а замедляется наша память об этом моменте.

И хотя практическая польза от эффекта замедления времени может быть удивительна, не следует забывать о том, что тот же эффект вполне может заставить ужасные события в нашей памяти длиться вечно.

9. Хронос, Кронос и Время

Ещё до попыток греческих философов объяснить время, у времени было мифологическое объяснение.

До начала времён были только изначальные боги - Хронос и Ананке. Хронос был богом времени, и был частично человеком, частично львом и частично быком.

Ананке был змеем, обвившимся вокруг яйца мира, и символом вечности. Ещё Хроноса в греко-римской мифологии часто изображают стоящим в зодиакальном круге, там его изображают человеком, причём человек этот может быть как молодым, так и старым.

Хронос был отцом титанов, и его часто путают с Кроносом, который тоже был связан со временем. Именно Кронос сверг с трона, а затем кастрировал собственного отца, а позднее был убит собственным сыном, Зевсом.

Хронос был тем, кто отвечал за смену времён года и за течение времени в целом. Но за вещи, происходящие с мужчинами и женщинами в течение этого времени, отвечал не Хронос, а кое-кто другой.

Жизненный цикл человека, его рождение, взросление, старение и смерть, был областью ответственности тех, кого называли богинями судьбы - Мойрами. Клото пряла нить жизни, Лахезис определяла человеческую судьбу, и наконец, Атропос перерезала нить, и жизнь человека на этом заканчивалась.

10. Мы плохо измеряем время

Когда речь заходит о физике пространства, о времени, о размерах и обо всём, что идёт в с ними комплекте, то время, пожалуй, объяснить сложнее всего.

Мы, вообще-то, не слишком хорошо измеряем время.

С одной стороны, есть время сидерическое, то есть время, измеряемое с помощью положения звёзд и вращения Земли. Очевидно, что это время хотя и варьируется, но очень незначительно.

Однако в 20-м веке астрономы установили, что вращение планеты замедляется, потому была создана ещё одна шкала - эфемеридное время.

Ещё позднее появилось так называемое топоцентрическое время (TDT) которое считалось наиболее точным, поскольку в его основе было международное атомное время (IAT). В 1991-м году атомное время было переименовано в Земное время (ТТ). И если отслеживание часовых поясов сегодня кому-то может показаться сложным, то не следует забывать, что даже в наши дни положение звёзд и иных небесных тел используется в сочетании с Земным временем, поскольку именно так достигается его максимальная точность.

Всё это говорит лишь об одном: мы до сих пор понятия не имеем, что нам делать со временем, несмотря на то, что живём по нему каждый день.

Попробуйте сходу дать точное определение: что такое время? Мысль вертится вокруг этого понятия, пытается ухватиться, но вот сформулировать однозначное определение сложно. Есть разные концепции и трактовки времени в философии, физике, метрологии.

В классической механике и теории относительности используются совершенно разные концепции времени. В первом случае время характеризует последовательность событий, происходящих в трехмерном пространстве. Во втором рассматривается еще и как четвертая координата.

Но обо всем по порядку. Давайте узнаем, как люди измеряли время, почему секунда - его мельчайшая принятая единица. Также определим понятие времени в физике, рассмотрим явления релятивистского и гравитационного замедления времени.

Что такое время?

Течение времени – совершенно естественное явление. Время идет, все вокруг меняется, происходят разные события. Именно поэтому о времени с точки зрения физики, в первую очередь, стоит говорить в контексте событий.

Если бы вокруг ничего не происходило, понятие времени не имело бы традиционного смысла. Другими словами, без событий времени не существует. Итак:

Время – мера того, как меняется окружающий мир. Время определяет длительность существования объектов, изменение их состояний и процессы, протекающие в них.

В системе СИ время измеряется в секундах и обозначается буквой t .

Как люди измеряли время?

Для измерения времени нужны какие-либо повторяющиеся с одинаковым периодом события. Например, смена дня и ночи. Солнце каждый день встает на востоке и садится на западе, а Луна каждый синодический месяц проходит весь цикл фаз освещенности солнцем - от тоненького серпа полумесяца до полнолуния.

Синодический месяц – время от одного новолуния до другого. За синодический месяц Луна совершает оборот вокруг Земли.

Древним людям ничего не оставалось, как привязать отсчет времени к движению небесных тел и событиям, связанным с ним. А именно – к смене дней, ночей и сезонов года.

В году 4 сезона и 12 месяцев. Именно столько раз за весну, лето, осень и зиму Луна меняет свои фазы.

По мере развития прогресса методы измерения времени совершенствовались, появились солнечные, водяные, песочные, огненные, механические, электронные и, наконец, молекулярные часы.

Часы FOCS 1 Часы FOCS 1 в Швейцарии измеряют время с погрешностью хода около одной секунды за 30 миллионов лет. Это очень точные часы, но через 30 миллионов лет их все же придется "подвести".

Почему в часе 60 минут, в минуте – 60 секунд, а в сутках – 24 часа?

Сразу оговоримся, что изложенное ниже во многом является личными предположениями автора, сделанными на основе исторических сведений. Если у наших читателей появятся уточнения или вопросы, мы будем рады видеть их в обсуждениях.

Древним народам нужна была какая-то основа, чтобы строить свои системы счисления. В Вавилоне за такую основу было взято число 60 .

Именно благодаря шестидесятеричной системе счисления, придуманной шумерами и позже распространившейся в Древнем Вавилоне, окружность содержит 360 градусов, градус – 60 минут, а минута – 60 секунд.

Год можно представить в виде окружности, содержащей 360 градусов. Возможно, число 360 в данном контексте взялось оттого, что в году 365 дней, и эту цифру просто округлили до 360 .

Когда-то самой короткой единицей измерения времени был час . Древние вавилоняне были сильными математиками и решили ввести меньшие единицы времени, используя свое любимое число 60 . Поэтому, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд.

Но почему день делится на 12 часов? За это нужно сказать спасибо древним египтянам и их двенадцатиричной системе. День и ночь делились на 12 раных частей, считаясь разными царствами бытия. Скорее всего, первоначально использование числа 12 связано с количеством оборотов Луны вокруг Земли за год.

Самая большая единица измерения времени

Самая большая единица измерения времени – кальпа . Кальпа является понятием из индуизма и буддизма. Она равняется примерно 4,32 миллиардам лет, что совпадает с возрастом Земли с точностью до 5% .

Как в голову древним индуистам пришли такие цифры? Ответа на этот вопрос мы не знаем, но вся система как будто говорит нам, что тогда люди знали о Вселенной немного больше, чем мы.

Кальпу в индуизме еще называют «днем Брахмы». День сменяется ночью, равной ему по продолжительности. 30 дней и ночей составляют месяц, а год состоит из 12 месяцев. Вся жизнь Брахмы – 100 лет, по прошествии которых мир погибает вместе с ним.

Если перевести сто лет Брахмы в наши традиционные годы, получится 311 триллионов и 40 миллиардов лет! Нынешнему Брахме 51 год.

Вывод: если все это правда, то беспокоится не стоит - Вселенная будет существовать еще долгое время.

Кальпа – самая большая единица измерения времени согласно книге рекордов Гиннеса.

Первые часы

Сначала было достаточно палочки, на которой каменным топором можно делать зарубки и тем самым отсчитывать прошедшие дни. Но это скорее был календарь, а не часы.

Первые и самые древние часы – солнечные. Их действие основано на изменении длины тени предметов по мере того, как солнце движется по небосводу. Такие часы представляли собой гномон – длинный шест, воткнутый в землю. Солнечные часы применялись в Древнем Египте и Китае. О них было доподлинно известно уже в 1200 году до нашей эры.

Затем появились водяные , песочные и огненные часы . Работа этих механизмов не была привязана к движению небесных светил. Долгое время водяные часы были главным инструментом для измерения времени.

Первые механические часы были изготовлены китайскими мастерами в 725 году нашей эры. Однако широкое распространение они получили относительно недавно.

В средневековой Европе механические часы устанавливались в башнях соборов и имели только одну стрелку – часовую. Карманные часы появились только в 1675 году (изобретение запатентовал Гюйгенс), а наручные – намного позже.

Первые наручные часы были исключительно женским аксессуаром. Они представляли собой богато украшенные изделия, точность хода которых отличалась огромными погрешностями. У уважающего себя мужчины не могло быть и мысли о том, чтобы носить наручные часы.

Современные часы

Сейчас механические или электронные часы есть у каждого. Они измеряют время с относительно небольшими погрешностями. Однако самыми точными часами в мире являются атомные часы. Их еще называют молекулярными или квантовыми.

Биг Бен - знаменитые башенные часы

Как мы помним, для определения единицы времени необходим какой-то периодический процесс. Когда-то самой короткой единицей был день. То есть единица измерения время была привязана к периодичности восхода и заката солнца. Потом минимальной единицей стал час, и так далее.

С 1967 года, согласно международной системе СИ , определение одной секунды привязано к периоду электромагнитного излучения, возникающего при переходе между сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия-133 . А именно: одна секунда равна 9 192 631 770 таким периодам.

Время в физике

На данный момент не существует определенной и единой концепции определения времени в физике.

В классической механике время считается непрерывной, априорной и ничем не определяемой характеристикой мира.

Для измерения времени используется какая-либо периодическая последовательность событий. В классической физике время инвариантно относительно любой системы отсчета. То есть во всех системах события происходят одновременно.

Как найти время в физике? Простейшая формула, определяющая связь между пройденным путем, скоростью и временем, известна каждому школьнику и имеет вид:

Это формула времени для равномерного и прямолинейного движения. Здесь t - время, S - пройденное расстояние, v - cкорость.

Но самое интересное начинается в релятивистской физике . Приведем цитату Стивена Хокинга, физика, написавшего краткую историю времени.

Нам приходится принять, что время не отделено полностью от пространства и не независимо от него, но вместе с ним образует единый объект, который называется пространством-временем

Также в релятивистской физике время перестает быть инвариантом и можно говорить об относительности времени. Другими словами, ход времени зависит от движения системы отсчета.

Это так называемое релятивистское замедление времени. Если часы находятся в неподвижной системе отсчета, то в движущемся теле все процессы происходят медленнее, чем в неподвижном. Именно поэтому космонавт, путешествующий в космосе на супер скоростном корабле, практически не постареет по сравнению со своим братом близнецом, оставшимся на Земле.

Помимо релятивистского существует гравитационное замедление времени. Что это такое? Гравитационное замедление времени – изменение хода часов в гравитационном поле. Чем сильнее поле гравитации, тем сильнее замедление.

Вспомним о том, что секунда – это время, за которое атом изотопа цезия совершает 9 192 631 770 квантовых переходов. В зависимости от того, где находится атом (на земле, в космосе, вдали от любого объекта или у черной дыры) секунда будет иметь разные значения.

Поэтому и время процессов, связанных с данной системой отсчета, будет отличаться. Так, для наблюдателя у горизонта событий Шварцшильдовской черной дыры время практически остановится, а для наблюдателя на Земле все произойдет почти мгновенно.

Людей всегда волновала тема путешествий во времени. Предлагаем вам посмотреть научно-популярный фильм на эту тему и напоминаем, что если у вас совершенно нет времени на учебные дела, наш студенческий сервис всегда поможет справится с актуальными задачами и проблемами.

Время основано на секундах, минутах и ​​часах. В то время как основа для этих единиц изменялась на протяжении всей истории, корни их прослеживаются еще в древнем государстве Шумере. Современная международная единица времени определяется электронным переходом атома цезия. Но что из себя представляет эта физическая величина?

Время измеряет прогресс событий

Время — это измерение прогрессирования событий. Физики определяют эту величину как прогрессирование событий из прошлого в настоящее и в будущее. В принципе, если система неизменна, она вне этого показателя. Время можно рассматривать как четвертое измерение реальности, используемое для описания событий в трехмерном пространстве. Это не то, что мы можем видеть, ощущать или вкушать, но мы можем измерить его прохождение.

Стрелка показывает, что время перемещается из прошлого в будущее, а не наоборот

Стрелка на часах показывает, что время перемещается из прошлого в будущее, а не в другом направлении. Физические уравнения работают одинаково хорошо, идет ли величина вперед, в будущее (положительное время), или назад, в прошлое (отрицательное время). Однако в естественном мире эта величина имеет одно направление. Вопрос о том, почему она необратима, является одним из самых больших неразрешенных вопросов в науке.

Одно из объяснений состоит в том, что естественный мир следует законам термодинамики. Второй закон термодинамики гласит, что в замкнутой системе ее энтропия остается постоянной или возрастает. Если Вселенная считается замкнутой системой, ее энтропия (степень беспорядка) никогда не может уменьшиться. Другими словами, время не может вернуться к точному состоянию, в котором оно было в более ранней точке. Эта величина не может двигаться назад.

Замедление или ускорение

Время точно отсчитывают исправные часы. В классической механике оно везде одинаково. Однако из специальной и общей теории относительности Эйнштейна мы знаем, что величина — относительное понятие. Показатель зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может привести к субъективному замедлению, когда время между событиями становится длиннее (расширяется), чем ближе одно из них к скорости света.

Движущиеся часы работают медленнее, чем стационарные, причем эффект становится более выраженным, когда движущийся механизм приближается к скорости света. Часы на орбите Земли записывают время медленнее, чем на ее поверхности, частицы мюона распадаются медленнее при падении, а эксперимент Майкельсона-Морли подтвердил сокращение длины и расширение величины.

Параллельная реальность способствует избеганию временного парадокса при путешествии во времени

Временного парадокса при путешествии во времени можно избежать, отправляясь в параллельную реальность. Путешествие означает перемещение вперед или назад в разные моменты, подобно тому, как вы можете перемещаться между разными точками в пространстве. Прыжки вперед во времени происходят в природе. Космонавты на космической станции подвергаются ускорению, когда они возвращаются на Землю и замедляют движение по отношению к станции.

Существующие проблемы

Однако путешествие во времени создает проблемы. Одна из них — причинность, или причинно-следственная связь. Перемещение назад может спровоцировать временной парадокс.

«Парадокс дедушки» — классический пример в науке. Согласно ему, если вы вернетесь назад и убьете своего деда, прежде чем родится ваша мать или отец, вы можете предотвратить свое собственное рождение.

Многие физики считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, но существуют такие решения парадокса, как путешествие между параллельными Вселенными или точками ветвления.

Восприятие физической величины

Старение влияет на восприятие времени, хотя ученые с этим положением не согласны. Человеческий мозг способен отслеживать время. Супрахиазматические ядра мозга — это область, ответственная за ежедневные или циркадные природные ритмы. Нейростимуляторы и наркотики значительно влияют на его восприятие. Химические вещества, которые возбуждают нейроны, заставляют их функционировать быстрее, в то время как снижение работы нейронов замедляет восприятие времени.

В основном, когда вам кажется, что все вокруг ускоряется, мозг продуцирует больше событий в течение определенного интервала. В этом отношении время действительно кажется летящим, когда вы весело проводите время. Но оно, похоже, замедляется во время чрезвычайных ситуаций или опасности.

Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне говорят, что работа мозга фактически не ускоряется, но такая область, как амигдала, становится более активной. Амигдала — это часть мозга, которая отвечает за создание воспоминаний. По мере того как формируется больше воспоминаний, время кажется затянутым.

Тот же феномен объясняет, почему пожилые люди, кажется, воспринимают время в более быстром темпе, чем, когда они были моложе. Психологи полагают, что мозг формирует больше воспоминаний о новых переживаниях, чем о знакомых. Поскольку в поздний период жизни новых воспоминаний все меньше, то время в восприятии пожилого человека, кажется, проходит быстрее.

Начало и конец времени

Все больше ученых склоняется к тому мнению, что наша Вселенная зародилась в результате мощнейшего взрыва определенной условной точки, в которой не отмечалось таких показателей, как масса, время и пространство.

Астроном Стивен Хокинг и его коллега из Кембриджа Нейл Турок предполагают, что изначально была идея, из которой родилось слово. Именно в этих двух понятиях и заключалось время и пространство.

Неизвестно, имеет ли время начало или конец. Что касается Вселенной, то время в ней началось. Начальная точка была 13 799 миллиардов лет назад, когда произошел Большой взрыв. Свидетельством этого процесса является реликтовое излучение в пространстве и положение разбегающихся галактик. В это время и начинают осуществляться переходы от одного уровня природной организации к другому — от ядра к атому, а затем молекуле, из которой и появилась живая материя.

Мы можем измерять космическое фоновое излучение как микроволны от Большого взрыва, но не было отмечено никакого излучения с более ранним происхождением.

Один из аргументов о происхождении времени состоит в том, что если бы оно бесконечно расширялось, то в этом случае ночное небо было бы заполнено светом старых звезд.

Будет ли конец времени?

Ответ на этот вопрос неизвестен. Если Вселенная расширяется вечно, время будет продолжаться. Если произойдет новый Большой взрыв, наша временная линия закончится, и начнется новый отсчет. В экспериментах по физике частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому кажется, что Вселенная не станет статической или вневременной. Время покажет…

Несмотря на то, что явление времени кажется интуитивно понятным и является фундаментальным понятием в философии и науке, точное определение времени до сих пор не сформировано. В данной статье мы рассмотрим несколько основных концепций времени с точки зрения науки.

Классическая физика сложилась до возникновения теории относительности Эйнштейна и квантовой теории. Согласно классической концепции времени, время – непрерывная величина, которая не определяется чем-либо и является априорной характеристикой мира. Время – основное условие протекания каких-либо процессов в мире. Такое время одинаково течет для всех процессов и во всех точках мира, при этом нет ничего, что способно повлиять на ход времени. Несмотря на то, что тела и процессы могут ускоряться и замедляться, течение времени равномерно. В связи с этим с точки зрения классической физики время называют абсолютным. Эти свойства времени описал Исаак Ньютон в своем труде «Математические начала натуральной философии» 1687-го года.

В классической механике переход от одной системы отсчета (инерциальной) к другой описывается так называемыми преобразованиями Галилея. Уравнения механики Ньютона по отношению к данным преобразованиям являются инвариантными, из чего выплывает абсолютность времени.

Следует отметить, что в классической физике для времени не выделяется определенная ось, так как в рамках данной концепции течение времени в обратную сторону равносильно обычному его течению.

Термодинамика

В отличие от классической физики, термодинамика утверждает, что время необратимо в силу второго закона термодинамики. Согласно этому закону существует некоторая функция состояния – энтропия, которая не убывает в любых процессах в замкнутых системах. Если бы время могло идти в обратном направлении, энтропия бы в таких системах уменьшалась, что противоречит вышеизложенному закону.

Термодинамика отличается жестким требованием существования оси времени.

Квантовая механика

В большинстве своем концепция времени в рамках квантовой механики схожа с интерпретацией классической физики, то есть время течет равномерно. Однако, основным отличием данного определения является необратимость времени. Это связано с тем, что процесс измерения несимметричен во времени. Измерение в данный момент даст информацию о состоянии объекта в прошлом, но в будущем даст новое состояние.

Релятивистская физика (теория относительности Эйнштейна)

Наиболее популярной концепцией времени сегодня является определение времени в рамках .

Прежде всего следует отметить основные постулаты данной концепции:

• Скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.
• Физические законы одинаковы во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.
• Любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него.

Исходя из вышеупомянутых постулатов, можно утверждать, что события, которые происходят одновременно в одной системе отсчета, могут быть не одновременны в другой системе отсчета, движущейся относительно первой системы отсчета. Таким образом, в рамках данной концепции ход времени зависит от движения выбранной системы отсчета. Проще говоря, скорость хода часов зависит от того, кто их носит.
Интереснейшим аспектом данной теории является влияние гравитации на течение времени. В рамках данной концепции пространство и время являются несамостоятельными частями одного пространственно-временного континуума. Тогда вблизи массивных объектов искажается не только пространство, но и изменяется скорость течения времени.

В релятивистской физике время определяется как четвертая координатная ось системы координат, три другие оси которой представляют три пространственные координаты «нашего трехмерного мира». Таким образом каждое тело имеет так называемую мировую линию. Если рассматривать данное тело в упомянутой четырехмерной системе координат, то оно будет представляться протяженным множеством этих тел. То есть в каждый момент времени своего существования тело будет наноситься на четырехмерную систему координат, в зависимости от его пространственного, а также временного положения.

Мировая линия человека (упрощенно), где X и Y — две пространственные координаты, а T — временная координата.

Что же такое время?

Исходя из сказанного выше, становится ясно, что человечеству совершенно неясно, что такое время. Перечисленные здесь теории лишь пытаются математически (и геометрически) определить время, как нечто, что может использоваться в дальнейших расчетах для объяснения наблюдаемых явлений.

Опираясь на постулаты, выплывающие из основных концепций времени, можно попытаться сформулировать следующее субъективное определение:

«Время – априорный геометрический параметр, который характеризирует движение, определяет длительность существования всех процессов, есть условие существования изменения. Является неотъемлемой частью пространственно-временного континуума, есть его четвертая координата наряду с тремя пространственными. Время способно искривляться в результате гравитационного возмущения, при этом является необратимым. Данное явление относительное и зависит от выбора системы отсчета и ее скорости. Подчиняется постулату причинности, согласно которому любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него».

Данное явление невозможно представить в уме, а потому ученые со всего мира пытаются объяснить его математически, что пока остается непосильной задачей и вызывает множество разногласий в научном сообществе. Если же ученому задать вопрос «Что такое время?», то скорее всего в ответ Вы услышите – «Это то, что измеряется часами».