runo_lj (runo_lj) wrote,
runo_lj
runo_lj

Categories:

Черепаха, Ахиллес и скорость света (6)

Как мы можем задать время? Точнее даже не так: как мы ЗАДАЕМ время, как мы это делаем? А делаем мы это очень просто: мы определяем время через какой-то физический циклический процесс. Ну, вот день сменился ночью, ночь сменилась утром, солнце снова взошло - этот циклический процесс и задает нам время в суточном измерении, в сутках. Прошла зима, настало лето - спасибо Партии за это. Циклический процесс смены времен года, процесс климатический, задает нам время в годовом измерении. И теперь мы можем ввести начало системы отсчета - Новый год, от него считать дни или время как летоисчисление (назад, в прошлое, или в будущее), год разделить на сутки, сутки - на часы, часы - на минуты, минуты - на секунды, а секунду разделить на десять в минус двадцатой или в минус тридцатой степени.

Никак иначе задать время мы не можем. То есть нам нужен физический процесс, причем процесс циклический, и только тогда мы сможем задать время. Но что значит этот циклический процесс? Как мы задаем время с его помощью и через него? Для этого нам нужно какое-то физическое событие, физическое состояние, которое мы определим как тождественное. И вот когда это событие или состояние снова повторится, произойдет - эти два события и станут для нас временем, через них мы и сможем задать время как величину. Теперь время - это повторяемость этих событий, и повторение этого события будет служить нам мерой времени, задавать время физически.

Таким образом, время всегда задается через циклический физический процесс, в котором повторяется одно и то же событие. И, скажем, в основе определения времени в сутках и годах лежит циклический процесс вращения Земли вокруг Солнца и вращения Земли вокруг собственной оси. И точно так же устроены все без исключения "часы" - не только природные, но и те, что мы создаем сами. Нужен маятник, осциллятор, какой-то циклический колебательный физический процесс - только так могут работать часы и задавать (или определять) время.

Сейчас самыми "точными часами" считаются т.н. атомные часы. С 1967 года международная система единиц СИ определяет одну секунду как 9 192 631 770 периодов электромагнитного излучения, возникающего при переходе между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Согласно этому определению, атом цезия-133 является стандартом для измерений времени и частоты. Погрешность таких атомных часов находится в пределах (10^-14)-(10^-15) секунды (10 в минус 14-15 степени секунды), а в некоторых моделях степень точности доходит до секунды в минус 17 степени.

Можем ли мы задать через скорость какого-то физического процесса (например, через скорость света) не только расстояние, но и время, одновременно расстояние и время? Свет - это же не просто перемещение точки, это волна. То есть тот самый циклический физический процесс, который необходим для задания времени. И если мы примем частоту колебания света за единицу времени - мы тем самым зададим время. Максимальная сила света, гребень световой волны, и достижение этого гребня - это и будет заданием времени. Это и будет тем событием, повторяющимся циклически, которое задаст время. Вот величина света растет-растет, потом - бац, расти она перестает, достигает максимума, и начинает падать. Циклическое повторение достижения максимума - и будет задавать нам время. Хотя, конечно, с тем же успехом мы можем взять в качестве такого циклического события достижение минимума - то есть нуля. И, собственно, примерно так и задают время в атомных часах.

Это было бы замечательно, если бы частота света не менялась. Но неизменным мы приняли скорость света, а не частоту. А скорость света есть произведение частоты волны на ее длину: (с=f*l), где f - частота, l - длина волны. Конечно, мы можем определить длину волны как расстояние между двумя точками в пространстве, в которых фаза колебательного процесса отличается на 2π. Но это все-таки расстояние, и задать его без времени, частоты, уже невозможно. А если мы скорость света сведем к колебательному процессу маятника или осциллятора или представим его как вращение, нам все равно понадобятся две величины - скорость кругового вращения и радиус вращения.

Поэтому для задания расстояния и времени через физический процесс - света и его скорости недостаточно. Нужна вторая физическая величина, еще один физический процесс.
Tags: Философия
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments