Классическая механика
Фундаментальные понятия Пространство Масса Скорость Сила Механическая работа Энергия Импульс
Формулировки Ньютоновская механика Лагранжева механика Гамильтонова механика Формализм Гамильтона — Якоби Уравнения Рауса Уравнения Аппеля Теория Купмана — фон Неймана
Разделы Прикладная механика Небесная механика Механика сплошных сред Геометрическая оптика Статистическая механика
Учёные Галилей Кеплер Ньютон Эйлер Лаплас Д’Аламбер Лагранж Гамильтон Коши
См. также: Портал:Физика

Вре́мя — форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения . Одно из основных понятий философии и физики , мерило длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах и самих процессов, изменения и развития , а также одна из координат единого пространства-времени , представления о котором развиваются в теории относительности .

В философии — это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении — из прошлого , через настоящее в будущее ) .

В метрологии — физическая величина , одна из семи основных величин Международной системы величин ( англ. International System of Quantities , фр. Système International de grandeurs , ISQ) , а единица измерения времени « секунда » — одна из семи основных единиц в Международной системе единиц (СИ) ( фр. Le Système International d’Unités, SI , англ. International System of Units, SI ).

Используемые обозначения

Для обозначения времени обычно используется символ латинского алфавита t — от лат. («время») или символ греческого алфавита τ . В математических формулах часто дифференцирование по времени обозначается точкой над дифференцируемой переменной (например, в формуле лагранжиана ${\displaystyle L(q_{i},{\dot {q}}_{i},t),}$ где ${\displaystyle q_{i}}$ — обобщённые координаты ).

Свойства времени

Время характеризуется своей однонаправленностью (см. Стрела времени ), одномерностью, наличием ряда свойств симметрии .

Также время как физическая величина определяется в некой системе отсчёта , шкала времени которой может быть как неравномерной (процесс вращения Земли вокруг Солнца или человеческий пульс), так и равномерной . Равномерная эталонная система отсчёта выбирается «по определению»; ранее, например, её связывали с движением тел Солнечной системы ( эфемеридное время ), а в настоящее время таковой локально считается атомное время , а эталон секунды — 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями . Это определение — не произвольное, а связанное с наиболее точными периодическими процессами, доступными человечеству на данном этапе развития экспериментальной физики .

Направленность времени

Большинство современных учёных полагает, что различие между прошлым и будущим является принципиальным .

Стивен Хокинг в своей книге « Краткая история времени » пишет:

Единственность прошлого считается весьма правдоподобной. Мнения учёных относительно наличия или отсутствия различных «альтернативных» вариантов будущего различны .

Также существует гипотеза о космологической направленности времени, где «начало» времени — Большой взрыв , а течение времени зависит от расширения Вселенной .

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 нестационарного 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, аттрактор );
• квазистационарные — явления, которые, строго говоря, нестационарны, но характерный масштаб их эволюции много больше тех времён, которые интересуют в задаче.

Концепции времени

Единой общепризнанной теории , объясняющей и описывающей такое понятие, как «время», не существует. Выдвигается множество теорий (они также могут быть частью более общих теорий и философских учений), пытающихся обосновать и описать это явление.

Принятые в науке концепции

Классическая физика

В классической физике время — это непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая. В качестве основы измерения используется некая, обычно периодическая, последовательность событий, которая признаётся эталоном некоторого промежутка времени. На этом основан принцип работы часов .

Время как поток длительности одинаково определяет ход всех процессов в мире. Все процессы в мире, независимо от их сложности, не оказывают никакого влияния на ход времени. Поэтому время в классической физике называется абсолютным.

Абсолютность времени математически выражается в инвариантности уравнений ньютоновской механики относительно преобразований Галилея . Все моменты времени в прошлом, настоящем и будущем между собой равноправны, время однородно. Течение времени всюду и везде в мире одинаково и не может изменяться. Каждому действительному числу может быть поставлен в соответствие момент времени, и, наоборот, каждому моменту времени может быть поставлено в соответствие действительное число. Таким образом, время образует континуум . Аналогично арифметизации (сопоставлению каждой точки числу) точек евклидового пространства , можно провести арифметизацию всех точек времени от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперед в будущее. Для измерения времени необходимо только одно число , то есть время одномерно. Промежуткам времени можно поставить в соответствие параллельные векторы , которые можно складывать и вычитать как отрезки прямой . Важнейшим следствием однородности времени является закон сохранения энергии ( теорема Нётер ) . Уравнения механики Ньютона и электродинамики Максвелла не изменяют своего вида при смене знака времени на противоположный. Они симметричны относительно обращения времени ( T-симметрия ).

Время в классической механике и электродинамике — обратимо . Математическим выражением обратимости времени в классической механике является то, что в формулы классической механики время входит через оператор ${\displaystyle {\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}}$ .

В классической физике связь между понятиями времени и пространства проявляется посредством взаимосвязи свойств импульса и энергии. Изменение импульса (сохранение которого связано со свойством симметрии пространства — однородностью) определяется временной характеристикой силы — её импульсом ${\displaystyle F\Delta t}$ , а изменение энергии (сохранение которой связано с аналогичным свойством времени) определяется пространственной характеристикой силы — её работой ${\displaystyle F\Delta r}$ .

Термодинамика и статистическая физика

Согласно второму началу термодинамики , в изолированной системе энтропия остаётся либо неизменной, либо возрастает (в неравновесных процессах). Однако понятие времени в термодинамике не рассматривается вовсе, и связь между направлением течения процессов и направлением течения времени выходит за рамки данной области физики.

В неравновесной статистической механике связь поведения энтропии со временем обозначается более явно: с течением времени энтропия изолированной неравновесной системы будет возрастать, вплоть до достижения статистического равновесия , то есть направление течения процессов постулируется совпадающим с направлением течения времени.

В отношении ускорения протекания времени не отдельных явлений или объектов, а Вселенной в целом, высказывались различные предположения. Установление расширения Вселенной с положительным ускорением , позволяет заключить, что объективной реальности в наибольшей степени соответствует предположение о «нагревающейся» Вселенной, пространство которой расширяется одновременно с усложнением как отдельных объектов, так и Вселенной как таковой.

Наблюдаемое положительное ускорение расширения Вселенной одновременно с усложнением её объектов неизбежно приводит к выводу о наличии постоянного притока энергии, выражением которого являются эти взаимосвязанные процессы. Таким образом, время, как воспринимаемое нами с внешней стороны как последовательность событий, так и данное в качестве внутреннего ощущения, является притоком в объём Вселенной энергии, усваиваемой всеми её составляющими.

Собственное время объектов возникает в результате различной скорости и возможного количества усвоения этой энергии. Этим же объясняется связь необратимости , или «полумерности», времени и ускорение его хода — концентрация энергии в объёме Вселенной постоянно нарастает. Для ускорения хода времени в этом случае достаточно того, что объём Вселенной увеличивается пропорционально кубу её размеров, а поверхность, через которую возможно рассеяние энергии, пропорциональна только их квадрату. В результате относительная поверхность и возможность рассеяния через неё поступающей энергии сокращаются пропорционально увеличению размеров Вселенной. Это приводит к возрастанию доли энергии, выводимой объектами не путём её рассеяния, а путём образования новых уровней внутренних связей.

Таким образом, время является физическим явлением, вызывающим усложнение объектов и их разрушение при невозможности вывести избыточную энергию из своей структуры, а его необратимость и ускорение связаны с постоянным нарастанием концентрации энергии .

Квантовая физика

Такова же, как и в термодинамике, роль времени и в квантовой механике : несмотря на квантование почти всех величин, время осталось внешним, неквантованным параметром. Введение оператора времени ${\displaystyle t}$ запрещается основами квантовой механики . Хотя основные уравнения квантовой механики сами по себе обладают симметрией по отношению к знаку времени, время необратимо , благодаря взаимодействию в процессе измерения квантовомеханического объекта с классическим измерительным прибором . Процесс измерения в квантовой механике несимметричен по времени: по отношению к прошлому он даёт вероятностную информацию о состоянии объекта; по отношению к будущему он сам создаёт новое состояние .

В квантовой механике имеется соотношение неопределенности для времени и энергии : закон сохранения энергии в замкнутой системе может быть проверен посредством двух измерений, с интервалом времени между ними в ${\displaystyle \Delta t}$ , лишь с точностью до величины порядка ${\displaystyle \hbar /\Delta t}$ .

Точность квантовых часов ограничена фундаментальными законами термодинамики. Чем выше точность измерения времени, тем больше свободной энергии переходит в тепло, то есть быстрее увеличивается энтропия. Этот эффект демонстрирует связь между квантовой физикой, термодинамикой и концепцией стрелы времени .

Специальная теория относительности

Симметрия в физике
Преобразование	Соответствующая инвариантность	Соответствующий закон сохранения
↕ Трансляции времени	Однородность времени	…энергии
⊠ C , P , CP и T -симметрии	Изотропность времени	…чётности
↔ Трансляции пространства	Однородность пространства	…импульса
↺ Вращения пространства	Изотропность пространства	…момента импульса
⇆ Группа Лоренца (бусты)	Относительность лоренц-ковариантность	…движения центра масс
~ Калибровочное преобразование	Калибровочная инвариантность	…заряда

В релятивистской физике ( Специальная теория относительности , СТО) постулируются два основных положения:

1. скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга ;
2. законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга .

Также СТО использует общефилософский постулат причинности: любое событие может оказывать влияние только на события, происходящие позже него и не может оказывать влияние на события, произошедшие раньше него . СТО есть утверждение об инвариантности пространственно-временного интервала по отношению к группе трансляций в пространстве-времени) и изотропии (инвариантность по отношению к группе вращений) пространства и времени в инерциальных системах отсчёта . Из постулата причинности и независимости скорости света от выбора системы отсчёта следует, что скорость любого сигнала не может превышать скорость света . Эти постулаты позволяют сделать вывод, что события, одновременные в одной системе отсчёта, могут быть неодновременными в другой системе отсчёта, движущейся относительно первой. Таким образом, ход времени зависит от движения системы отсчёта. Математически эта зависимость выражается через преобразования Лоренца . Пространство и время теряют свою самостоятельность и выступают как отдельные стороны единого пространственно-временного континуума ( пространство Минковского ). Взамен абсолютного времени и расстояния в трёхмерном пространстве, сохраняющихся при преобразованиях Галилея , появляется понятие инвариантного интервала , сохраняющегося при преобразованиях Лоренца . Причинно-следственный порядок событий во всех системах отсчёта не изменяется . Каждая материальная точка имеет собственное время , вообще говоря, не совпадающее с собственным временем других материальных точек.

Пространство-время четырёхмерно, непрерывно (множество всех событий в мире обладает мощностью континуума) и связно (его нельзя разбить на две топологически несвязанные части, то есть на части, ни одна из которых не содержит элемента, бесконечно близкого к другой части) .

В физике элементарных частиц время обратимо во всех процессах, кроме процессов слабого взаимодействия , в частности, распада нейтральных ${\displaystyle K^{0}}$ -мезонов и некоторых других тяжёлых частиц ( нарушение CP-инвариантности при сохранении CPT-инвариантности ) .

Общая теория относительности

Общая теория относительности (ОТО), опираясь на принцип эквивалентности сил гравитации и инерции , обобщила понятие четырёхмерного пространства-времени Минковского на случай неинерциальных систем отсчёта и полей тяготения . Метрические свойства пространства-времени в каждой точке под влиянием поля тяготения становятся различными. Влияние гравитационного поля на свойства четырёхмерного пространства-времени описывается метрическим тензором . Относительное замедление времени для двух точек слабого постоянного гравитационного поля равно разности гравитационных потенциалов , делённой на квадрат скорости света ( гравитационное красное смещение ) . Чем ближе к массивному телу находятся часы, тем медленнее они отсчитывают время, на горизонте событий шварцшильдовской чёрной дыры , с точки зрения шварцшильдовского наблюдателя, ход времени полностью останавливается . Интервал времени между двумя событиями, имеющий определённую конечную длительность в одной системе отсчёта (например, время падения в чёрную дыру по собственным часам падающего объекта), может оказаться бесконечным в другой системе отсчёта (например, время падения в чёрную дыру по часам удалённого наблюдателя).

Квантовая теория поля

Наиболее общая взаимосвязь свойств пространства, времени и материи в квантовой теории поля формулируется в виде CPT-теоремы . Она утверждает, что уравнения квантовой теории поля не изменяются при одновременном применении трёх преобразований: зарядового сопряжения C — замена всех частиц им соответствующими античастицами; пространственной инверсии P — замена знаков всех пространственных координат на противоположные; обращения времени T — замены знака времени на противоположный .

В силу CPT-теоремы, если в природе происходит некоторый процесс, то с той же вероятностью может происходить и CPT-сопряжённый процесс, то есть процесс, в котором частицы заменены соответствующими античастицами ( С-преобразование ), проекции их спинов поменяли знак (P-преобразование), а начальные и конечные состояния процесса поменялись местами ( T-преобразование ) .

При применении метода диаграмм Фейнмана античастицы рассматриваются как частицы, распространяющиеся вспять по времени .

Синергетика

Синергетика , в ходе разрешения парадокса стрелы времени (почему обратимые процессы приводят к необратимым явлениям?) на основе изучения процессов в неравновесной статистической механике при помощи применения к ним основанной Пуанкаре и Колмогоровым теории хаоса, выдвинула понятие несводимого к отдельным траекториям ( классическая механика ) или волновым функциям ( квантовая механика ) вероятностного описания хаотических классических или квантовых систем путём применения неунитарных преобразований с комплексными собственными значениями . Данная формулировка уравнений динамики включает в себя нарушение симметрии во времени и необратимость уже на уровне уравнений движения. И. Пригожин : «время приобретает свой истинный смысл, связанный с необратимостью или даже с „историей“ процесса, а не является просто геометрическим параметром, характеризующим движение» .

Некоторые теории оперируют т. н. «мгновением», хрононом — мельчайшим, элементарным и недробимым « квантом времени» (соответствующим понятию « планковское время » и равным примерно 5,4⋅10 ⁻⁴⁴ с).

Психология

В психологии время является субъективным ощущением и зависит от состояния наблюдателя . Различают линейное и круговое (циклическое) время.

Философские концепции

Одним из первых философов, которые начали размышлять о природе времени, был Платон . Время ( греч. χρόνος ) он характеризует в своем трактате Тимей как «движущееся подобие вечности». Оно является характеристикой несовершенного динамического мира, где нет блага, но есть лишь стремление им обладать. Время, таким образом, обнаруживает момент неполноты и ущербности ( никогда нет времени ). Вечность ( греч. αἰών ), напротив, является характеристикой статического мира богов. Аристотель развил это понимание времени, определив его как «меру движения». Такое толкование было закреплено в его « Физике », и оно заложило основу естественнонаучного понимания времени.

В начале Средневековья Августин развивает концепцию субъективного времени, где оно становится психическим феноменом смены восприятий (растяжением души — лат. distentio animi ) . Августин различает три части времени: настоящее , прошлое и будущее . Прошлое дано в памяти , а будущее в ожидании (в том числе в страхе или в надежде). Августин отмечает такой аспект времени, как необратимость , поскольку оно наполняется свершающимися событиями ( время проходит ). Помимо души человека, время обнаруживает себя в человеческой истории, где оно линейно.

В дальнейшем оба толкования времени развиваются параллельно. Естественнонаучное понимание времени углубляет Исаак Ньютон , введя концепцию «абсолютного времени», которое течёт совершенно равномерно и не имеет ни начала, ни конца. Готфрид Лейбниц следует за Августином, усматривая во времени способ созерцания предметов внутри монады . За Лейбницем следует Иммануил Кант , которому принадлежит определение времени как «априорной формы созерцания явлений» . Однако как естественнонаучная, так и субъективная концепции времени обнаруживают в себе нечто общее, а именно момент смены состояний, ибо если ничего не изменяется, то и время никак себя не обнаруживает. А. Бергсон в этой связи отрицает «отдельное» существование времени и предметов, утверждая реальность «длительности». Время является одной из форм проявления длительности в нашем представлении. Познание времени доступно лишь интуиции. А. Бергсон: «Ведь наша длительность не является сменяющими друг друга моментами: тогда постоянно существовало бы только настоящее, не было бы ни продолжения прошлого в настоящем, ни эволюции, ни конкретной длительности. Длительность — это непрерывное развитие прошлого, вбирающего в себя будущее и разбухающего по мере движения вперед»

Схожие представления развиваются в столь различных философских направлениях, как диалектический материализм (время как форма всякого бытия) и в феноменологии . Время уже отождествляется с бытием (например, в работе Хайдеггера «Бытие и время» 1927 г.) и его противоположностью уже становится не вечность, но небытие . Онтологизация времени приводит к его осознанию как экзистенциального феномена.

Религиозно-мифологические концепции

В мифологии , преимущественно архаической, время разделяется на мифическое («начальное», сакральное время, «правремя», время появления мира) и эмпирическое (обычное, реальное, историческое , «профанное»). В мифическое время тотемные , племенные первопредки , демиурги , культурные герои создавали нынешний мир: рельеф, небесные светила, животных и растения, людей, образцы (парадигмы) и санкции хозяйственного и религиозно-ритуального социального поведения и др. Представления о таком периоде отражены прежде всего в мифах творения — космогонических , антропогонических , этиологических . Мифическое время представляется сферой первопричин последующих действительных эмпирических событий. Изменения, происходившие в историческое профанное время (формирование социальных отношений и институтов, эволюция в развитии техники, культуры), проецируются в мифическое время, сводятся к однократным актам творения .

В индуизме имеется божество Махакала (в переводе с санскрита означает «Великое время») который первоначально был одной из двух ипостасей бога Шивы . Согласно индуистской космогонии, особой энергией, или формой Шивы, признаётся Время ( Кала ), которым ^{[ источник не указан 3077 дней ]} , или в котором, создаётся вселенная, и которое, обратившись в грозное пламя, уничтожает её в ходе светопреставления. Но когда «огонь Времени» (кала-агни) затухает, Время «пожирает само себя» и превращается в Махакалу — абсолютное «Время над Временем», Вечность. Это совпадает с началом периода небытия вселенной ( пралая ). Концепция Махакалы возможно восходит к « Атхарваведе » (сер. I тысячелетия до н. э.).

Нерешённые проблемы физики времени

• Почему вообще течёт время?
• Почему время всегда течёт в одном направлении ?
• Существуют ли кванты времени ?
• Почему время одномерно?
• В некоторых решениях уравнений Эйнштейна присутствуют замкнутые времениподобные линии . Вероятно, это свидетельствует о неполноте геометрического описания времени в общей теории относительности и необходимости дополнения общей теории относительности топологическими аксиомами, задающими свойства времени как порядкового отношения .

Отсчёт времени

Как в классической, так и в релятивистской физике для отсчёта времени используется временна́я координата пространства-времени (в релятивистском случае — также и пространственные координаты), причём (традиционно) принято использовать знак «+» для будущего , а знак «-» — для прошлого . Однако смысл временно́й координаты в классическом и релятивистском случае различен (см. Ось времени ).

История измерения времени

Первым измерителем времени стала тень , которую на землю отбрасывал отвесно поставленный прут. Длина тени постепенно укорачивается к полудню, а затем снова удлинялась до заката солнца. Затем по этому принципу были созданы сначала гномон , а затем и солнечные часы , которые указывали время по передвигающейся с запада на восток тени. Но недостатком солнечных часов было то, что при облачном небе и ночью ими нельзя пользоваться. Поэтому кроме солнечных часов в древности также использовались водяные часы ( клепсидры ) и песочные часы .

Механические часы появились в Европе в Средние века . В XVII веке были изобретены часы с маятником , что увеличило их точность .

Пока не появилась единая система часовых поясов , каждый населенный пункт жил по собственному солнечному времени . Появление в XIX веке железных дорог потребовало унификации времени. В 1884 году на конференции в Вашингтоне в качестве точки отсчета мирового времени был выбран Гринвичский нулевой меридиан .

Но практическая унификация измерения времени представляла немалую проблему. Так, в Лондоне семья Бельвиль занималась «продажей времени». Суть бизнеса заключалась в ежедневной сверке своих часов с часами Гринвичской обсерватории , после чего по ним выставляли точное время подписанные на эту услугу клиенты .

Появление радио позволило усовершенствовать способ распространения сообщений о точном времени, что было особенно важно для навигационных целей (определения долготы ). Первые радиосигналы времени для навигации начала передавать осенью 1904 года радиослужба ВМС США . Корабли в море получили возможность устанавливать свои хронометры по этим сигналам. В России регулярные передачи в эфир сигналов точного времени из Главной астрономической обсерватории АН СССР в Пулкове начались с 1 декабря 1920 года через радиостанцию « Новая Голландия » .

С древности точное время определялось путём астрономических наблюдений. Но в XX веке развитие науки привело к тому, что техническими средствами стало возможно обеспечить измерение времени с большей точностью, чем из астрономических наблюдений. В 1964 году Международный комитет мер и весов в качестве эталона времени принял атомные цезиевые часы . Теперь сигналы точного времени, передаваемые по радио, соответствуют « атомному времени » . Ежедневное вращение Земли нерегулярно (см. ΔT ) и постоянно замедляется, поэтому атомные часы представляют собой гораздо более стабильную временную базу. Основанный на них стандарт UTC почти в миллион раз точнее астрономического среднего времени по Гринвичу . Но атомные часы — это достаточно сложное и дорогостоящее устройство, требующее квалифицированного обслуживания. По этой причине пользователи вынуждены обращаться к услугам удаленных эталонов. Всеобщее распространение Интернета потребовало синхронизации работы различных процессов в серверах и программах клиента . Для этого используется сетевой протокол задания времени NTP . Он предусматривает возможности работы с иерархически распределенными первичными эталонами (такими как синхронизуемые радиочасы) .

Время в астрономии, навигации и в социальной жизни

Время в астрономии и навигации связано с суточным вращением земного шара. Для отсчёта времени используются несколько понятий.

• Местное истинное солнечное время ( local apparent solar time ) — полдень определяется по прохождению Солнца через местный меридиан (наивысшая точка в суточном движении). Используется, в основном, в задачах навигации и астрономии. Это то время, которое показывают солнечные часы.
• Местное среднее солнечное время ( local mean solar time ) — в течение года Солнце движется слегка неравномерно (разница ±15 мин), поэтому вводят условное равномерно текущее время, совпадающее с солнечным в среднем. Это время своё собственное для каждой географической долготы.
• Всемирное время (Гринвичское, GMT) — среднее солнечное время на начальном меридиане (проходит около Гринвича). Уточнённое всемирное время отсчитывается при помощи атомных часов и называется UTC ( англ. Universal Time Coordinated , Всемирное координированное время ). Это время принято одинаковым для всего земного шара. Используется в астрономии, навигации, космонавтике и т. п.
• Звёздное время — отмечается по верхней кульминации точки весеннего равноденствия. Используется в астрономии и навигации.
• Астрономическое время — общее понятие для всех вышеперечисленных.
• Поясное время — из-за неудобства в каждом населённом пункте иметь собственное местное солнечное время, земной шар размечен на 24 часовых пояса , в пределах которых время считается одним и тем же, а с переходом в соседний часовой пояс меняется ровно на 1 час.
• Декретное время — порядок исчисления времени « поясное время плюс один час». В 1930 году стрелка часов на всей территории СССР была переведена на 1 час вперёд. Например, Москва, формально находясь во втором часовом поясе, стала применять время, отличающееся от Гринвича на +3 часа. В течение многих лет декретное время являлось основным гражданским временем в СССР и России.
• Летнее время ( daylight saving time, summer time ) — сезонный перевод стрелок, весной на 1 час вперёд, осенью на 1 час назад.
• Местное время ( standard time, local standard time ) — время часовой зоны , в которой расположена соответствующая территория. Понятие введено в России федеральным законом в 2011 году вместо понятий поясное время и декретное время .

Единицы измерения времени

Название	Длительность	Примечание / Пример
Гигагод	1 000 000 000 лет	Возраст Солнца и Земли составляет примерно 4,5 гигагода — 4,5 миллиарда лет
Тысячелетие (Миллениум)	1000 лет
Век , столетие	100 лет
Индикт	15 лет
Десятилетие	10 лет
Год	≈ 365,2425 суток	Один оборот Земли вокруг Солнца
Квартал	3 месяца — 1 / 4 года
Месяц	≈ 3 декады	От 28 до 31 суток, но чаще всего используют 30 суток
Декада	10 суток
Неделя	7 суток
Шестидневка	6 суток
Пятидневка	5 суток
Сутки	≈ 1/365,2425 года	Один оборот Земли вокруг своей оси
Час	1 / 24 суток
Минута	1 / 60 часа
Секунда	1 / 60 минуты
Терция	1 / 60 секунды
Сантисекунда	10 −2 секунды
Миллисекунда	10 −3 секунды	Движение пули на коротком отрезке
Микросекунда	10 −6 секунды	Поведение перешейка при отрыве капли
Наносекунда	10 −9 секунды	Диффузия вакансий на поверхности кристалла
Пикосекунда	10 −12 секунды	Колебания кристаллической решетки, образование и разрыв химических связей
Фемтосекунда	10 −15 секунды	Колебания атомов, ЭМ-поля в световой волне
Аттосекунда	10 −18 секунды	Период ЭМ-колебаний рентгеновского диапазона, динамика электронов внутренних оболочек многоэлектронных атомов
Зептосекунда	10 −21 секунды	Динамика ядерных реакций
Иоктосекунда	10 −24 секунды	Рождение/распад нестабильных элементарных частиц

В геологии

• Эон ( др.-греч. αἰών «век, эпоха») в геологии — отрезок времени геологической истории, в течение которого формировалась эонотема ; объединяет несколько эр .
• Эра — участок геохронологической шкалы , подынтервал эона , например Кайнозой (кайнозойская эра). Большинство геологических эр разделяются на меньшие единицы, которые называются геологическими периодами .
• Эпоха — единица геохронологической шкалы , часть геологического периода , подразделяется на геологические века . В стратиграфии соответствует геологическому отделу, то есть геологическая эпоха — это тот промежуток времени в палеонтологической и геологической истории Земли, в течение которого отложился или образовался слой пород, образующих соответствующий геологический отдел.
• Период — участок геохронологической шкалы , подынтервал геологической эры .
• Век — стратиграфическое подразделение , единица общей стратиграфической шкалы, подчинённая геологическому отделу . Подразделяется на . Объединяет толщу горных пород , образовавшуюся в течение одного геологического века и отвечающего определённому этапу геологического развития Земли . Характеризуется типичными для него и только ему свойственными родами, подродами и группами видов.
• Стратиграфия (от лат. stratum «настил, слой» и др.-греч. γράφω• ( gráfo ) «пишу, черчу, рисую») — наука , раздел геологии , об определении осадочных горных пород , расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Один из основных источников данных для стратиграфии — палеонтологические определения. В археологии стратиграфией называют взаимное расположение культурных слоев относительно друг друга и перекрывающих их природных пород. Установление этого расположения имеет критическую важность для датирования находок ( стратиграфический метод датирования , планиграфия ).

В истории

• Эпоха (эпоха Возрождения , эпоха Застоя )
• Эра
• Период
• Век

В музыке

Для задания точного соответствия между протяжённостью такта в музыке и абсолютными единицами измерения времени может использоваться частота ударов метронома, обычно указываемая в единицах BPM ( англ. beats per minute — «ударов в минуту») .

В интернете

• Бит ^{[ значимость? ]} — ¹ / ₁₀₀₀ суток, то есть около 1 мин 26 сек. Величина предложена для использования при указании единого для всех часовых поясов времени суток компанией Swatch в рамках рекламной кампании новой серии хронометров в 1998 году. Название происходит от англ. beat «удар, отбивать такт и время» (не путать с битом , англ. bit ).

В индуизме

• Кальпа — «день Брахмы », продолжающийся 4,32 миллиарда лет и состоящий из 1000 маха-юг (периодов по 4 юги).

Метрология

Время количественно характеризуется некоторыми числами. Под промежутком времени в количественном смысле этого слова понимают разность показаний часов в рассматриваемые моменты времени. Часами может служить любое тело или система тел, в которых совершается периодический процесс, служащий для измерения времени .

Эталоны

• — находится во ВНИИФТРИ .
• (Находится в Иркутске в восточно-сибирском филиале ВНИИФТРИ).
• Вторичный эталон единицы времени и частоты ВЭТ 1-10-82 — находится в СНИИМ (Новосибирск).
• Международные эталоны.

Средства отсчёта текущего времени (автономные)

• Календарь (печатное издание) (дневной/годичный отсчёт).
• Часы .
• Стандарт частоты .

Средства воспроизведения временных интервалов

• Таймер .
• Песочные часы .
• Метроном .
• Калиброванная линия задержки .

Средства измерения временных интервалов

Для измерения времени применяются различные калиброванные приборы , имеющие в составе средство воспроизведения временных интервалов — стабильный генератор импульсов ( маятник , кварцевый или иной генератор):

• Секундомер
• Электронно-счётный частотомер с блоком измерения интервалов
• Осциллограф

Централизованные способы определения текущего времени

• По телефону с помощью службы точного времени .
• В теле- или радиопрограмме, передающей аудио- или визуальные сигналы точного времени.
• По приёмнику сигналов точного времени, используя особые сигналы, передаваемые специальными радиостанциями (например, таких, как RWM , DCF77 ).
• По компьютеру с помощью специальных сетевых сервисов в Интернете и локальных сетях (например, таких, как NTP ).
• С помощью технических средств, позволяющих узнать время через GPS .

Открытия и изобретения

• Открытие огня. Огонь был первым орудием человека, заставившим человека в процессе его поддержания следить за ходом времени .
• Ок. 1500 лет до н. э. Изобретены солнечные часы . Древний Египет .
• Ок. 800 года. Были вновь изобретены водяные часы в странах арабского Востока .
• Ок. 1500 года. Изобретены карманные (пружинные) часы . Петер Хенляйн , Германия .
• 1656 год . Изобретены ( Христиан Гюйгенс , Нидерланды ) .
• 1686 год . Опубликованы « Математические начала натуральной философии » И. Ньютона . В них сформулировано учение об абсолютном времени ньютоновской механики .
• 1865 год . Открыто второе начало термодинамики Р. Клазиусом . Установлено наличие в природе фундаментальной асимметрии во времени всех происходящих в ней самопроизвольных процессов .
• 1905 год . Сформулированы основные положения специальной теории относительности .
• 1916 год . Сформулированы основные положения общей теории относительности .
• 1918 год . Установлено, что закон сохранения энергии является следствием однородности времени ( теорема Нётер ) .
• 1927 год . Сформулирован квантовомеханический принцип неопределённости для энергии и времени .
• 1946 год . Разработан радиоуглеродный метод определения возраста ископаемых останков органического происхождения в археологии, Уиллард Фрэнк Либби, США . Нобелевская премия по химии 1960 года .
• 1949 год . Показана теоретическая возможность существования замкнутых времениподобных линий .
• 1954 год . Доказана CPT-теорема .
• 1960 год . Проведён эксперимент Паунда и Ребки по измерению влияния поля тяготения Земли на ход времени .
• 1964 год . Обнаружено явление нарушения CP-инвариантности и T-инвариантности при распаде K ₀ мезона. Нобелевская премия по физике 1980 года .
• 1970 год . Изобретены цифровые наручные часы . Джон М. Берже, США .

Восприятие времени людьми

Самая простая форма восприятия времени у человека — восприятие собственных « биологических часов ». Например, деление людей по хронотипам на «сов» и «жаворонков» зависит от согласования их оптимального физиологического и психического бодрствования с циклом суток.

Однако индивидуальная оценка времени человеком может быть разной. При оценке продолжительности деятельности, которая была приятной, людям свойственно преувеличивать временной интервал, а если деятельность была неприятной — преуменьшать его .

С возрастом людям кажется, что время идет быстрее. Самое распространенное объяснение этому заключается в том, что большинство ощущений для ребенка являются новыми, в то время как для взрослых эти ощущения уже несколько раз повторялись в течение жизни. Другим объяснением является изменение содержания нейротрансмиттеров в мозге с возрастом, вследствие чего человек начинает недооценивать продолжительность какого-либо временного интервала .

Длительность процессов в природе

Процесс	Длительность, сек	Длительность, лет
Возраст Солнца и Земли	${\displaystyle 1,5*10^{17}}$	${\displaystyle 5,0*10^{9}}$
Возраст существования жизни на Земле	${\displaystyle 1,0*10^{17}}$	${\displaystyle 3,5*10^{9}}$
Возраст каменного угля	${\displaystyle 8*10^{15}}$	${\displaystyle 2,7*10^{8}}$
Период обращения Солнца вокруг центра Галактики	${\displaystyle 6*10^{15}}$	${\displaystyle 2*10^{8}}$
Время, прошедшее после вымирания динозавров	${\displaystyle 2*10^{15}}$	${\displaystyle 7*10^{7}}$
Возраст человека как вида	${\displaystyle 6*10^{13}}$	${\displaystyle 2*10^{6}}$
Время, прошедшее после конца последнего оледенения Земли	${\displaystyle 2,4*10^{11}}$	${\displaystyle 8*10^{3}}$
Средняя продолжительность жизни человека	${\displaystyle 2,0*10^{9}}$	${\displaystyle 70}$
Период обращения Земли вокруг Солнца (год)	${\displaystyle 3*10^{7}}$	${\displaystyle 1}$
Период обращения Земли вокруг своей оси (сутки)	${\displaystyle 9*10^{4}}$
Время, за которое свет проходит расстояние от Солнца до Земли	${\displaystyle 5*10^{2}}$
Промежуток времени между двумя ударами сердца человека	${\displaystyle 1}$
Минимальный интервал времени между событиями, который человеческий глаз может воспринимать раздельно	${\displaystyle 1*10^{-1}}$
Время одного взмаха крыла колибри	${\displaystyle 1*10^{-2}}$
Время, в течение которого атом излучает свет	${\displaystyle 1*10^{-9}}$
Время одного оборота электрона вокруг протона в атоме водорода	${\displaystyle 1,7*10^{-16}}$
Время жизни короткоживущих элементарных частиц	${\displaystyle 5*10^{-24}}$
Процессы в начале формирования Вселенной (время после Большого взрыва)
Конфайнмент кварков	${\displaystyle 10^{-4}}$
Завершение стадии инфляции	${\displaystyle 10^{-36}}$
Завершение рождения классического пространства-времени	${\displaystyle 10^{-43}}$

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

• — видеолекция Филиппа Зимбардо