Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Материалы курса КСЕ 2012.docx
Скачиваний:
115
Добавлен:
08.03.2015
Размер:
15.85 Mб
Скачать

Дватипа времени

кинезис (kinetikós - приводящий в движение) –время, связанное с движением

метаболе (греч. metabole - перемена, превращение) –время как рождение и гибель

  • это характеристика возраста системы

  • имеет начало, конец и определенное направление

  • свойство «раньше — позже» + «прошлое — настоящее — будущее»

  • это параметр (число), фиксирующий различные состояния движения системы

  • не имеет определенного направления

  • обладает свойством «раньше — позже»

Две современные модели времени

модель идеального (модельного) времени

модель реального времени

  • время-возраст

  • обратный ход времени невозможен (необратимость времени) - обладает«стрелой времени», т.е. изменяется только от прошлого к будущему,

  • прошлое и будущее неэквивалентны

  • описывает эволюционные процессы в биологии, геологии, космологии

  • это время-параметрили геометризированное время

  • не имеет выделенного направления,

  • нет различия между прошлым и будущим;

  • описывает процессы в физике

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).

МКМ (И.Ньютон «Математические начала натуральной философии»)

Пространство

Время

  • это «пустое вместилище тел»;

  • это бесконечная протяженность материальных объектов.

  • это «вместилище событий»;

  • это равномерная длительность существования материальных объектов.

Свойства:

  • абсолютность

  • однородность

  • непрерывность

  • трехмерность

  • неподвижность

  • бесконечность

Свойства:

  • абсолютность

  • однородность

  • непрерывность

  • одномерность

  • неподвижность

  • бесконечность

Объективно и существует независимо от времени и материальных объектов. Наличие или отсутствие материальных объектов не влияет на свойства пространства.

Объективно, события не влияют на течение времени. «Река времени» течет независимо ни от чего-либо.

«Идея независимого существования пространства и времени может быть выражена следующим образом: если бы материя исчезла, то осталось бы только пространство и время (своего рода сцена, на которой разыгрываются физические явления)»

А. Эйнштейн

Так как пространство везде является одним и тем же (однородно), для измерения длин надо использовать недеформируемые твердые тела с нанесенными на них делениями

Так как время однородно, для измерения любых промежутков времени достаточно иметь одни часы, ход которых должен быть равномерным.

«Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным»

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»

И. Ньютон

Таким образом, согласно Ньютону (МКМ) 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 позиции релятивистской 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 континуумединую 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 созданаГерманом Минковскив 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, называемыйчасами. 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 пространстветребуется 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. Объективностьпространства – времени – они не зависят от сознания человека, и существуют вполне самостоятельно.

    2. Взаимозависимостьпространства 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. Всеобщность пространства и времени – ничто не может существовать вне времени и вне пространства.

    4. Относительностьпространства 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.