Время

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Время (значения).

Вре́мя — одно из основных понятий физики и философии, одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел, а также сознание.

В быту временем обычно называют время суток.

[править] 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 специальной теории относительности 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.

Несмотря на кардинальную смену роли в теории относительности, ответа на вопрос «какова природа времени?» пока нет. Нет также ответа на вопросы, почему время непрерывно, а не дискретно, и почему мы живём в мире с одномерным временем. Впрочем, в современной математической физике уже делаются первые попытки дать ответ и на эти вопросы.

[править] 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:

[править] 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 стационарного 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).
квазистационарные — явления, которые, строго говоря, нестационарны, но характерный масштаб их эволюции много больше тех времён, которые интересуют в задаче.

[править] Направленность времени

С современной точки зрения различие между прошлым и будущим является принципиальным. Информация переносится из прошлого в будущее, но не наоборот (впрочем, см. Квантовая телепортация). Второе начало термодинамики указывает также на накопление в будущем энтропии.

Единственность прошлого (во всяком случае, касательно процессов макромира) считается весьма правдоподобной. Мнения учёных (как и философов) касательно наличия или отсутствия различных «альтернативных» будущих различны. ^[1]