Антикитерский механизм
Я не буду долго и нудно описывать все достижения в этом направлении потому как книга посвящена другой теме. Споры об этом не утихают до сих пор и совсем даже не важно, когда и кто решил считать время как величину измерения нашей жизни и жизни во Вселенной. Время это такой современный, независимый, абстрагированный Абсолют, это судья, это н только единица измерения нашей жизни, но и основная величина, без которой не могли бы существовать почти все современные науки и предметы. И поэтому важное значение имеет событие, произошедшее в 1675 году, а именно изобретение голландского ученого Христиана Гюйгенса. Он изобрел всем нам известные сейчас карманные часы. Теперь смело можно сказать, что именно с 1675 года люди стали глубоко понимать смысл времени и его значимость. Христиан Гюйгенс был великим голландским ученым. Он хорошо знал физику, механику, астрономию, математику. Изобретение маятниковых часов и разработка в 1675 году теории физического маятника сыграли важную роль для исследования движения планет и открытия в последствии И. Ньютоном закона всемирного тяготения. Более того, так как Христиан Гюйгенс был еще и астрономом, он сделал ряд выдающихся открытий: предпринимал попытки измерить расстояние до звезд, что ему конечно удалось, но с большой погрешностью. Он полагал, что другие планеты нашей галактики также населены людьми.
Во второй половине XX века появились кварцевые часы, с погрешностью куда меньшей, чем у механических 10 секунд в год (у особо точных кварцевых хронометров) против 20 секунд в сутки (у механических часов). Принцип работы таких часов основан на электромагнитных колебаниях кварцевого резонатора, который играет ту же роль, что и маятник в механических колебания строго заданной частоты отмеряют определенный промежуток времени.
Самой большой точности в измерении времени удалось добиться с изобретением атомных часов. Колебательные процессы в таких устройствах происходят на уровне атомов, что позволяет достичь огромной частоты колебаний и, следовательно, отмерять очень малые промежутки времени. Погрешность же таких часов очень мала, в отличие от механических устройств, где существуют потери энергии на трении движущихся деталей или от кварцевых хронометров, точность которых зависит от температуры и уменьшается в процессе эксплуатации из-за старения кристалла кварца. В 2010 году был поставлен рекорд точности атомных часов погрешность прибора на атоме алюминия оказалась настолько мала, что отклонение на одну секунду произойдет только спустя 3.7 миллиарда лет.
Несмотря на то, что точность приборов для измерения времени постоянно улучшается, они никак не объясняют самой сути этого явления. Все это лишь наблюдения за объектами, которые находятся во времени и испытывают на себе его воздействие: вращающаяся Земля, качающийся маятник, электромагнитный резонатор или атом металла.
Первыми, кто попытался понять природу времени и дать осмысленное объяснение самому понятию «время» были философы и мыслители, а именно древние греки.
Подробно вопросами времени занимались философы Парменид и Гераклит. Парменид жил в VI в. до н.э. в греческой колонии Элея и принадлежал к так называемой школе элеатов, которые рассматривали вопросы бытия и заложили основы онтологии учении о всем сущем. Взгляды Парменида на время и сущее изложены в его сочинении «О природе». По мнению философа, единственное, что существует в этом мире вечное, абсолютное и неизменяемое Бытие, не имеющее пределов. «Небытия» не существует, так как по определению не может быть того, чего нет. При этом элеаты разделяли истинное Бытие некую абсолютную сущность, которая находится вне пространства и времени, и наш мир изменяющихся, подверженных времени вещей, названный иллюзорным. Даже само время элеаты считали иллюзией: о прошлом мы можем только вспоминать, о будущем только предполагать, а настоящее этот краткий миг воспринимается нами с помощью ограниченных чувств, которые из-за изменчивости и относительности не обладают истинностью.
Гераклит жил в VI в. до н.э., в городе Эфесе. До нас дошли только отрывки его труда, который, как и книга Парменида называется «О природе» и содержат размышления о времени. На первый взгляд, кажется, что учение Гераклита полностью противоположно размышлениям Парменида и отвергает их. Он считал, что движение и изменчивость это суть и основа нашего мира; широко известно стало его изречение «Всё течёт, всё меняется. И никто не был дважды в одной реке. Ибо через миг и река была не та, и сам он уже не тот». При этом данные изменения относятся именно к предметам и вещам, что перекликается с учением Парменида. Гераклит высказал ряд положений, которые объясняют его взгляд на первопричину мира и время: Мир вечен, цикличен и одно перетекает в другое. Первопричина материального мира огонь. Время от времени случаются эпизоды «мирового пожара», который уничтожает Космос, чтобы из огня родился новый мир. Все находится в «потоке» и движении.
Платон философ, живший в V в. до н.э., в своем трактате «Тимей» использовал два понятия: «вечность», которая, по его мнению, царит в статичном и идеальном мире богов, и «время», присущее нашему динамичному и несовершенному миру. Тем не менее, Платон не считал эти два понятия полными противоположностями, называя время «движущимся подобием вечности».
Мысли Платона развил его ученик Аристотель, описав время как «меру движения»: именно это определение перешло из философии в естествознание и использовалось учеными на протяжении последующих веков.
Из мыслителей нашей эры о времени размышлял Августин Аврелий. Он был христианским богословом IV в., мыслителем, проповедником и святым Католической, Православной и Лютеранской церквей, за что его прозвали Блаженным. Одна из книг его автобиографического произведения «Исповедь» почти полностью посвящена изучению времени. Блаженный Августин противопоставил время и вечность. По его мнению, вечность присуща только Богу, а время созданному Им миру. При этом Блаженный Августин также отмечает, что оба понятия тяжелы для понимания человеческим разумом:
«Так что же такое время? Если никто меня о нем не спрашивает, то я знаю что, но как объяснить вопрошающему не знаю. Твердо же знаю я только одно: если бы ничего не проходило, не было бы прошедшего; если бы ничего не приходило, не было бы будущего; если бы ничего не было, не было бы настоящего»(Исповедь XI, 14, 17);
«Они пытаются понять сущность вечного, но до сих пор в потоке времени носится их сердце и до сих пор оно суетно. Кто удержал бы и остановил его на месте: пусть минуту постоит неподвижно, пусть поймает отблеск всегда недвижной сияющей вечности, пусть сравнит ее и время, никогда не останавливающееся. Пусть оно увидит, что они несравнимы: пусть увидит. Что длительное время делает длительным множество преходящих мгновений, которые не могут не сменять одно другое; в вечности ничто не приходит, но пребывает как настоящее во всей полноте» (Исповедь XI, 11, 13).
Философия долгое время занималась вопросами устройства нашего мира и законами, по которым он функционирует. Затем, эта область науки выделилась в отдельную дисциплину Естествознание, которая начала стремительно развиваться в XVII XVIII веках. Понятие времени перешло в естествознание из философии, обозначало меру движения и было тесно с ним связано. Ученые той эпохи рассматривали движение как перемещение материальных объектов в некотором абсолютном и однородном пространстве пустоте, вакууме. С тех же позиций рассматривалось и время, как нечто абсолютное, неизменное, одинаковое во всех точках Вселенной. Поскольку движение связано не только со временем, но и с пространством, есть повод рассмотреть представление ученых тех лет о пространстве.
Николай Коперник в своей книге «О вращении небесных сфер» описывал космос, как Солнечную систему, ограниченную сферой неподвижных звезд.
Ньютон в своем труде «Математические начала натуральной философии» писал: «время и пространство составляют как бы вместилища самих себя и всего существующего. По самой своей сущности они суть места».
В то же время, Ньютон отмечает, что человеческий разум ограничен, чтобы в полной мере осознать такие понятия, как «время» и «пространство»:
«эти понятия обыкновенно относятся к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят некоторые неправильные суждения, для устранения которых необходимо вышеприведенные понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные».
Настоящая революция в физическом понимании времени произошла в 1905 г., когда 26-летний Альберт Эйнштейн представил научному сообществу свою «Специальную теорию относительности», которая рассматривала поведение объектов, движущихся на огромных скоростях, приближенных к скорости света. Одно из следствий этой теории касалось поведения времени. Эйнштейн доказал в своей работе, что скорость течения времени сильно зависит от позиций сторонних наблюдателей, в частности, от скорости их перемещения. Таким образом, время в разных системах отсчета протекает по разному, в движущихся системах время идет медленнее это называется релятивистскими эффектами (от лат. relativus относительный). Эйнштейн назвал эту зависимость хода времени от точки зрения наблюдателя принципом относительности, что и дало название его теории. Позднее она была подтверждена множеством экспериментов. Один из них эксперимент Хафеле-Китинга был проведен после изобретения особо точных атомных часов. В испытаниях использовалось два прибора один оставался в состоянии покоя, другой перемещался при помощи самолета. Несмотря на то, что скорость самолета была гораздо меньше скорости света, этого хватало, чтобы чувствительные атомные часы зарегистрировали небольшую разницу каждый раз часы, находившиеся в состоянии покоя, показывали, что прошло больше времени, причем значения полностью совпадали с теоретическими выкладками Эйнштейна. И все же, «Специальная теория относительности» описывает поведение объектов, чья скорость приближается к скорости света в вакууме, то есть составляет около 300 000 км/c, а скорость самолета была в лучшем случае в миллион раз меньше. К сожалению, мы пока не можем разгонять объекты макромира до околосветовых скоростей, но уже можем делать это с элементарными частицами.