Два типа времени

Две современные модели времени

Две основные концепции

1) Субстанциональная концепция пространства и времени(И. Ньютон, механическая картина мира): физические взаимодействия разворачиваются в бесконечном трехмерном пространстве — так называемом абсолютном пространстве, время в котором может быть измерено универсальными часами (абсолютное время).

2) Реляционная концепция пространства-времени(А. Эйнштейн,специальная теория относительности): пространство и время относительны — результаты измерения длины и времени зависят от того, движется наблюдатель или нет. Особенности пространственно-временных характеристик имеют не автономно абсолютный характер, а определяются характером происходящих физических процессов. Многообразие пространственно-временных отношений проявляется на всех структурных уровнях материи как в классической, так и в неклассической физике.

С позициирелятивистской концепции, пространству и времени можно дать следующие определения:

Пространство и время – общие формы координации материальных объектов и их состояний.

Пространство – это совокупность отношений, выражающих координацию сосуществующих объектов, их расположение друг относительно друга и относительную величину.

Время – это совокупность отношений, выражающих координацию сменяющих друг друга состояний (явлений), их последовательность и длительность.

Исследования Эйнштейна выявили фундаментальную связь пространства и времени в некий пространственно-временной континуум – единую форму существования материи.

Пространство - время — физическая модель, дополняющая трёхмерное пространство временны́м (одномерным) измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. Данная модель создана Германом Минковски в 1907 г. на основе специальной теории относительности Эйнштейна.

В нашей Вселенной пространство имеет три измерения (согласно некоторым теориям имеются дополнительные измерения на микрорасстояниях), а время — одно. Объяснение этому пока не найдено.

События описываются четырьмя элементами информации: тремя, указывающими расположение в пространстве, и одним, указывающим положение во времени. Таким образом характеризуется положение события в пространстве и времени, то есть в пространстве-времени. В этом смысле время представляет собой ещё одно измерение.

Чтобы описать временные отношения, вводится эталонный процесс, называемый часами. В качестве часов, может использоваться любой процесс, в котором периодически повторяется одно и то же состояние материального объекта (пульс человека, движение Земли вокруг оси (сутки), и вокруг Солнца (год), колебания маятника).

Для определения положения какого-либо события в пространстве требуется произвести три измерения и указать три числа – пространственные координаты. Т.е. физическое пространство, в отличие от времени, трехмерно.

Несмотря на то что, на первый взгляд, временно́е измерение абстрактно, понятие времени как измерения вполне конкретно. Когда мы хотим с кем-то встретиться, мы говорим, где «в пространстве» мы рассчитываем встретиться с ним — например, на 9 этаже здания на углу 53-й улицы и 7-й авеню. В этом описании содержатся три элемента информации (9 этаж, 53-я улица, 7-я авеню), описывающих конкретное место в трёх пространственных измерениях Вселенной. Не менее важным является указание времени встречи, например, в 3 часа пополудни. Эта часть информации указывает, где «во времени» состоится встреча.

Время движется только в одном направлении («стрела времени»), и возврат в прошлое возможен только в научной фантастике. Фундаментальные причины этого пока неизвестны. Одно из объяснений основывается на втором законе термодинамики, согласно которому энтропия может только возрастать и поэтому определяет направленность времени. Рост энтропии объясняется вероятностными причинами (все физические процессы обратимы на квантовом уровне, но вероятность цепочки событий в «прямом» и «обратном» направлении может быть разной).

Свойства пространства и времени:

1. Объективность пространства – времени – они не зависят от сознания человека, и существуют вполне самостоятельно.

2. Взаимозависимость пространства и времени – не существует пространственных или временных отношений по отдельности, не имеет смысла говорить о времени без каких-либо процессов, а о пространстве – без каких-либо материальных объектов; любой процесс в природе происходит в некоторой области пространства, а любой материальный объект меняется со временем – единые пространственно-временные отношения между событиями.

3. Всеобщностьпространства и времени – ничто не может существовать вне времени и вне пространства.

4. Относительность пространства и времени (моменты времени и пространственные координаты любого события всегда отсчитываются от некоторого другого события, принимаемого за начало отсчета): 3 часа пополудни или 15часов 00 минут.

5. Однородность времени (протекание любого процесса в замкнутой системе не зависит от того, в какой момент времени он начался; проявляется в том, что в данной точке пространства промежутки времени инвариантны, т.е. неизменны по отношению к выбору начала отсчета времени). Это приводит к тому, что всякая физическая система обладает особой фундаментальной характеристикой – энергией, которая сохраняется со временем в изолированных системах.

6. Однородность пространства – физические свойства замкнутой системы не зависят от её местоположения; всякая физическая система обладает особой фундаментальной характеристикой – импульсом, которая сохраняется со временем в изолированных системах.

7. Изотропность пространства – физическое равноправие всех направлений в пространстве; физические свойства замкнутой системы не зависят от её ориентации; всякая физическая система обладает особой фундаментальной характеристикой – полным моментом или моментом импульса, которая сохраняется со временем.

8. Время анизотропно – направления во времени неравноправны.Анизотропность – неодинаковость физических свойств по различным направлениям. В пространстве-времени, в котором мы существуем, наиболее ярко анизотропия Вселенной проявляется в свойствах времени. Всем известно, что в нашем мире события развиваются только в одном направлении времени, с этим же направлением, так называемой «стрелой времени», связаны все понятия причинно-следственной связи. Анизотропность времени выражается в существовании необратимых процессов.