Что такое время с научной точки зрения

Поинтересуйтесь у любого человека: «Время, что это такое?» Вам ответят, что это некая величина, с помощью которой измеряются интервалы между жизненными событиями и выражается она конкретными единицами измерения. Но так ли все просто? На протяжении столетий самые прогрессивные умы планеты, философы, математики, физики спорят о происхождении и сути времени, выдвигая невероятные теории об этом феномене Вселенной.

Время применительно к нашей реальной жизни

Время, что это такое в нашей повседневной жизни? Для описания данного понятия существует несколько определений, выделяющих основные характеристики времени:

оно имеет конкретное значение в зависимости от выбранной системы измерения;
время используется при измерении интервала между определенными событиями;
это параметр, который описывает взаимодействие нескольких процессов;
время всегда направлено из прошлого в будущее;
система измерения времени может иметь, как равномерную, так и неравномерную шкалу.

Самое привычное восприятие времени связано с астрономией, где интервалы измеряются в зависимости от вращения Солнца и Земли.

Сегодня человечество пользуется несколькими популярными типами времени:

по Гринвичу – единым для всей планеты;
поясным, которое включает 24 пояса и очень удобно для измерения времени;
истинным, измеряемым солнечными часами в конкретной точке Земли;
усредненным солнечным для определенной местности;
летним – перевод часов для экономии энергоресурсов;
звездным, используемым астрономами.

В качестве шкалы для измерения времени применяются такие величины, как секунда, минута и час в переделах одних суток. Для более широких интервалов – сутки, недели, месяцы, годы, столетия и т.д. Чтобы удобнее было следить за изменениями времени, человечество придумало множество полезных приспособлений, начиная от календарей, заканчивая супер точными часами с секундомером.

Современные концепции времени

Первым прибором, измеряющим время, были солнечные часы. Их работа основывалась на передвижении солнца. С появлением более совершенных устройств, таких как цифровые часы, отношение к времени изменилось. Его начали воспринимать, как самостоятельное, живущее своей жизнью понятие. Но давайте посмотрим на время, что это такое, с разных сторон.

При измерении, например, скорости бегуна мы сравниваем его передвижение от одной точки до другой со стрелками секундомера, их движением. А современные часы, в свою очередь, созданы по подобию солнечных и зависят от передвижения нашего светила. Таким образом, неизвестную скорость бегуна мы сравниваем с абстрактным, но известным движением Солнца – временем. Это упрощает задачу измерения различных величин: частоту сердцебиения, скорость автомобиля или самолета и т.д. Но, если исключить из этой зависимости «время», то можно легко сравнить все эти величины друг с другом, что делает сомнительным понятие автономности времени.
Не меньше сомнений вызывает и направленность времени. Мы привыкли воспринимать очередность событий, разделяя их на те, которые уже произошли, происходят сейчас или ждут нас в будущем. Но мало кто осознает, что настоящего как такового не существует, а вернее это мгновение, которое сразу становиться прошлым. Прошлое, являющееся воспоминаниями, и будущее – продукт воображения, можно измерить. Например, как информацию, записанную на пленке. Но что делать с реальностью, настоящим, которое не поддается измерению?
К общему мнению, что такое феномен время, не могут прийти ученые из разных областей науки.
Так, физики считают время обратимой величиной движения материальных объектов, где в качестве шкалы измерения используется определенная последовательность событий. Этот принцип стал основой создания часов.
Философы настаивают на необратимости и направленности времени от прошлого к будущему. В мифологии время считалось цикличным, Лейбниц утверждал, что это лишь субъективное восприятие реальности, Гегель причислял время к категории абсолютного духа, сторонники диалектического материализма воспринимают время как вполне осязаемую и измеримую форму передвигающейся материи.
С психологической точки зрения ощущение времени полностью зависит от состояния и восприятия каждого отдельного человека.
Историки используют время для наиболее удобной характеристики событий, происшедших в конкретный этап существования человечества, в течение года, века, эпохи и т.д.
С развитием интернет технологий появилась новая альтернативная величина времени бит (1/1000 суток), предложенная компанией SWATCH.

Современная наука попыталась классифицировать различные представления о времени, в результате чего появились две основные и абсолютно противоположные концепции:

Относительная

Время, что это такое согласно реляционной теории? Приверженцы данной концепции отрицают существование отдельного самостоятельного понятия «время» во вселенной. Это только некое специфическое проявление отношений между конкретными физическими событиями. То есть время позволяет отслеживать свойства и изменения физических тел.

Если проще, время также бездвижно, как и пространство. А его течение можно сравнить с движением кинопленки, последовательной сменой кадров. Но что случится со временем, если всю пленку развернуть? Получится единая картина, состоящая из набора кадров, которые существуют одновременно.

Вещественная

Кардинально противоположный взгляд, что это такое, время, предлагает субстанциональная концепция. Ученые настаивают на существовании времени как самостоятельной субстанции, стоящей в одном ряду с пространством, физическими явлениями, телами, полями. Самыми известными сторонниками вещественной концепции считаются Эйнштейн, Ньютон, Лейбниц, Демокрит, современный ученый Козырев.

Во времена Демокрита уже прослеживалось разделение понятий времени и движения. На примере атомов, которые передвигаются в пустоте, ученый доказывал, что время течет и при остановке атомов.
Исаак Ньютон считал, что человечество воспринимает время как эмпирическую (относительную) величину для удобства. На самом деле время является абсолютным и представляет собой неограниченный, непрерывный поток, не зависящий от движения физических тел и направленный только в будущее. При этом под словом «поток» подразумевалась совокупность частиц времени. По мнению Ньютона, время постоянно в любой точке пространства, определяется единственным параметром T и может использоваться в любой системе отсчета.
Пожалуй, самой известной и распространенной является теория относительности, разработанная Эйнштейном, где время – четвертое измерение. По его мнению, во вселенной одновременно существует и прошлое, и настоящее, и будущее, разделенные разными измерениями. Начиная с динозавров и заканчивая нашими точными копиями и даже самой Вселенной. Согласно этой теории, мы не имеем выбора, так как будущее и прошлое определены и существуют в один и тот же момент. И здесь возникает масса вопросов. Если прошлое и будущее существовало всегда, значит, более развитые цивилизации уже перемещались бы во времени, а мы бы знали об этом.

Некоторые утверждения теории относительности, такие как замедление времени или увеличение массы тела с ускорением доказаны. Однако как объяснить парадокс «близнецов», когда один из них отправляется в космическое путешествие, а другой остается дома? По теории Эйнштейна, время путешественника будет замедляться, так как он движется относительно Земли (другой системе измерения). Но в то же время близнец, находящийся на Земле, также не перестает двигаться относительно своего брата вместе с планетой. Выходит время на часах по возращении должно совпадать? Во времена Эйнштейна замедление времени связывали с ускорением. Но после изобретения ускорителя частиц стало понятно, что ускорение в вычислениях замедления времени не имеет значения.

Как видно, до сих пор никто с полной уверенностью не может сказать, что есть время и за счет чего оно замедляется.

Времени не существует?

К такому выводу пришли словенские ученые, полностью изменив понимание, что такое время во Вселенной. Они уверенно отрицают существование четвертого измерения и теорию Ньютона об абсолютности временной меры, движущейся по своим законам. Новая парадигма не исключает время как таковое, а изменяет взгляд на его абсолютность. Время рассматривается не как физическую сущность, выражающуюся количественной величиной, а одно из измерений реального пространства, что делает Вселенную «безвременной». Что это значит?

Проблемы с определением времени начались при столкновении теории относительности с квартовой физикой. В течение продолжительного времени ученые пытаются привести к общему «знаменателю» глобальные физические законы, существование мельчайших частиц и теорию о строении света. С уверенностью, что во Вселенной все взаимосвязано, гениальные физики вычислили универсальное уравнение, но оказалось, что времени в этом уравнении нет места. Чем больше исследуется поведение атомов, фотонов и других мельчайших частиц, тем менее значимым становится время, воспринимаемое человечеством достаточно субъективно.

Споры о понятии «время» беспрерывно продолжаются, появляются новые теории, оригинальные исследования. Какую концепцию воспринимать как истинную, решать вам. Но есть надежда, что в скором времени мы сможем разгадать загадки нашей необъятной Вселенной.