Определение времени как физической величины

[Mavr]

1. Что такое "физическая величина"?

Физика оперирует такими понятиями как "физические величины". См. http://ufn.ru/ufn79/ufn79_10/Russian/r7910g.pdf "Обозначения, единицы измерения и терминология в физике". По определению каждая физическая величина эквивалентна произведению численного значения, т. е. чистого числа, на единицу измерения:

              Физическая величина = Численное значение \(\times\) Единица измерения.  (1)

Если физическая величина обозначается символом a, то соотношение (1) обычно представляется в виде

                              a = { a } \(\cdot\) [ a ],     (2)

где { a } характеризует численное значение, а [ a ] является символом единицы измерения.

2. Что такое "время события" как физическая величина?

Для физической величины "время события" в 1905 году Эйнштейн в статье "К электродинамике движущихся тел" ввел такое определение:

"Время события есть одновременное с событием показание часов, находящихся в месте события..."

Но показание часов в любой момент времени не является физической величиной - на циферблате часов  нет единицы измерения времени. Поэтому, чтобы дать определение понятию "время события" как физической величине, необходимо дать такое определение:

"Время события как физическая величина есть промежуток времени между моментом начала отсчета времени в какой-либо системе отсчета (СО) и моментом события, равный произведению одновременного с событием показания часов, находящихся в месте события, которые в момент начала отсчета времени  имели нулевое показание, на единицу измерения времени этих часов".

[Mavr]

3. Что такое "световые часы"?
Под световыми часами в физике понимают два параллельных зеркала, расположенных на расстоянии \(L_0\) друг от друга, между которыми движется импульс света, попеременно отражаясь от каждого из зеркал, а также фотоэлемент, расположенный на одном из зеркал. В этот фотоэлемент попадает  часть отраженного от другого зеркала света. На выходе фотоэлемента образуется ряд электрических импульсов, которые подаются на вход счетчика  импульсов. Показание счетчика импульсов отображается на циферблате часов.

Согласно специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна свет движется в этих световых часах с одной и той же скоростью \(с_0\) независимо от того, являются ли рассматриваемые часы покоящимися или движущимися.

Если рассматриваемые световые часы считаются покоящимися, то единица измерения времени этих покоящихся световых часов определяется по формуле

         \(E_{пок} = \frac{2 \cdot L_0}{c_0}\).         (1)

Если рассматриваемые световые часы считаются движущимися относительно некоторой покоящейся ИСО таким образом, что вектор скорости движения этих часов перпендикулярен плоскости каждого из двух зеркал этих световых часов, то переднее зеркало этих световых часов убегает от светового импульса, отраженного от заднего зеркала, и тогда время движения светового импульса от момента отражения светового импульса от заднего зеркала световых часов до того момента времени, когда световой импульс настигнет убегающее от него переднее зеркало, будет равно расстоянию между двумя движущимися зеркалами световых часов, поделенному на разность между скоростью распространения света (она согласно СТО одинакова как в покоящейся ИСО, так и в движущейся ИСО) и скоростью движения зеркала.

А время движения светового импульса от момента его отражения от переднего зеркала световых часов до того момента времени, когда световой импульс столкнется с движущимся навстречу ему задним зеркалом световых часов, будет равно расстоянию между двумя зеркалами движущихся световых часов, поделенному на сумму скорости распространения света и скорости движения заднего зеркала.

Согласно специальной теории относительности расстояние между зеркалами движущихся со скоростью \(v\) световых часов будет в \(\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - v^2/c_0^2}} \) раз меньше расстояния между зеркалами покоящихся световых часов \(L_0\). Тогда единица измерения времени этих движущихся  часов определяется по формуле

         \(E_{движ} = \frac{\frac{L_0}{\gamma}}{c_0 - v} + \frac{\frac{L_0}{\gamma}}{c_0 + v},\)    (2)

где \(v\) - скорость движения часов  относительно некоторой покоящейся ИСО согласно СТО, \(\frac{L_0}{\gamma}\) - расстояние между зеркалами часов,  движущихся со скоростью \(v\), \(\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c_0^2}}}\).

Выполнив в выражении (2) указанные в нем математические операции, получим

           \(E_{движ} = E_{пок} \cdot \gamma\),      (3)

где \(E_{пок}\) определяется выражением (1), \(\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c_0^2}}}\).

4. Почему в СТО возникает эффект отставания движущихся часов от покоящихся часов?

Из формулы (3) следует, как это ни странно, что согласно СТО единица измерения времени движущихся часов БОЛЬШЕ, чем единица измерения времени покоящихся часов. Например, если \(\gamma = 10\), то единица измерения времени движущихся часов согласно формуле (3) из СТО должна быть в \(\gamma\) раз длиннее единицы измерения времени  покоящихся часов. И это, обратите внимание, при совершенно одинаковых часах! Часы одни и те же, но если они покоятся, то их единица измерения времени согласно СТО должна быть  в \(\gamma\) раз короче, чем единица измерения времени этих же, но движущихся часов!

Вот именно поэтому согласно СТО  движущиеся часы и отстают от покоящихся часов! У движущихся часов единица измерения времени согласно СТО становится в \(\gamma\) раз длиннее единицы измерения времени покоящихся часов.

[Mavr]

5. Как в  СТО доказывается равенство единиц измерения времени в движущихся друг относительно друга ИСО в соответствии с линейной алгеброй.

В линейной алгебре доказывается  равенство единиц измерения времени  в двух движущихся друг относительно друга ИСО. И доказывается это следующим образом.

Для пространственно-временных координат в двух движущихся друг относительно друга инерциальных системах отсчета (ИСО) введем  обозначения

\(x_1' = x', x_2' = y', x_3' = z', x_4' = ic_0 t'\),         (13a)
\(x_1 = x, x_2 = y, x_3 = z, x_4 = ic_0 t\),              (13b)

где \( i = \sqrt{-1}\) есть мнимая единица; \( c_0\) есть скорость света в вакууме покоящейся ИСО, а для единиц измерения (ортов) вдоль соответствующих координатных осей введем обозначения

\(e_1' = e_x', e_2' = e_y', e_3' = e_z', e_4' = i c_0 e_t'\),         (14)

тогда в псевдоевклидовом пространстве четырех измерений скалярные квадраты штрихованных ортов будут равны

\((e_1', e_1') = 1, (e_2', e_2') = 1, (e_3', e_3') = 1, (e_4', e_4') = - 1 \).        (15)

Так мы перейдем к четырехмерным величинам Минковского, которыми оперирует в настоящее время линейная алгебра (см., например, книгу Головиной Л. И. Линейная алгебра и некоторые её приложения, М., Наука, 1979, которую можно скачать  с сайта http://twirpx.com , предварительно зарегистрировавшись).

А преобразования Лоренца для ортов при переходе от штрихованных ортов покоящейся ИСО к нештрихованным ортам движущейся ИСО примут вид

\(e_1 = \frac{e_1' + \beta e_4'}{\sqrt{1 - \beta^2}}, e_2 = e_2', e_3 = e_3', e_4 = \frac{\beta e_1' + e_4'}{\sqrt{1 - \beta^2}}\).         (16)

Нетрудно убедиться, что из преобразований Лоренца (16) также получим

\((e_1, e_1) = 1, (e_2, e_2) = 1, (e_3, e_3) = 1, (e_4, e_4) = - 1 \).        (17)
 
То есть, что единицы измерения пространства и времени в повернутых на мнимый угол друг относительно друга системах координат (а не в движущихся  друг относительно друга ИСО) (со штрихованными ортами и нештрихованными ортами)) в точности равны друг другу (согласно математике поворота систем координат на мнимый угол)!

Действительно, вследствие того, что орты \(e_1’\) и \(e_4'\)  ортогональны друг другу  (и орты \(e_1\) и \(e_4\) тоже ортогональны друг другу) их скалярные произведения равны нулю, то есть

\((e_1’, e_4’) = 0, (e_1, e_4) = 0 \).         (18)

Тогда для правых частей первого и четвертого равенств из преобразований Лоренца (16) справедливы значения

\((\frac{e_1' + \beta e_4'}{\sqrt{1 - \beta^2}}, \frac{e_1' + \beta e_4'}{\sqrt{1 - \beta^2}}) = 1\)
\((\frac{\beta e_1' + e_4'}{\sqrt{1 - \beta^2}}, \frac{\beta e_1' + e_4'}{\sqrt{1 - \beta^2}}) = -1\),

вследствие чего и справедливы приведенные выше равенства (17) для левых частей равенств (16).


Видите как легко доказывается в  МАТЕМАТИКЕ линейной алгебры равенство единиц измерения не в движущихся друг относительно друга ИСО, а в повернутых на мнимый угол системах координат.

Но в физике-то (в световых часах) единицы измерения времени двух движущихся друг относительно друга световых часов НЕ РАВНЫ друг другу.

[kichrot]

... Но показание часов в любой момент времени не является физической величиной - на циферблате часов  нет единицы измерения времени. ...

Трудно сказать, что первично в Mavre, или его глупость, или его идеализм. 

[Mavr]

Трудно сказать, что первично в Mavre, или его глупость, или его идеализм.  

Вот о том, кто мне здесь возражает, легко сказать - kichrot есть если не долбоёж по определению CASTRO (тот, кому ничего доказать невозможно), то идиот точно. Ибо только идиот может утверждать что на снимке циферблата электронных часов, на котором зафиксированы фотоаппаратом числа  13:48:16,  МОЖНО увидеть и измерить физическую величину единицы измерения времени этих электронных часов.

Вумник kichrot, будьте добры, укажите чему равна единица измерения времени у электронных часов, на циферблате которых зафиксировано фотоаппаратом показание, например, такое 13:48:16?

[kichrot]

...

Вумник kichrot, будьте добры, укажите чему равна единица измерения времени у электронных часов, на циферблате которых зафиксировано фотоаппаратом показание, например, такое 13:48:16?

Уважаемый Mavr, я теперь понимаю, что в Вас первична все же глупость, а Ваш идеализм проистекает из этой Вашей глупости. 

Отвечаю на Ваш вопрос:
1) любая единица измерения условна
2) любой измерительный прибор имеет шкалу измерения
3) любая измерительная шкала проградуирована в принятых условных единицах измерения
4) предыдущие пункты необходимо было выучить в начальной школе. 

Для измерения времени, как физической величины приняты условные единицы: год, месяц, неделя, сутки, часы, минуты, секунды и т.д. Эти условные единицы связаны между собой жесткими соотношениями.
Эталоном секунды является: «Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133»

Я надеюсь, что дал Вам направление и импульс для Вашего дальнейшего самообразования. 

[Фёдоров В.В.]

Физика оперирует
"Время события как физическая величина есть промежуток времени между моментом начала отсчета времени в какой-либо инерциальной системе отсчета (ИСО)

Так как Классическая формулировка первого закона Ньютона: "Существуют инерциальные системы отсчета, относительно которых материальные точки движутся равномерно прямолинейно (покоятся), когда на них не действуют никакие силы (или они уравновешены)", в соответствии с определением "лженауки" нобелевского лауреата Гинзбурга, является ЛЖЕНАУЧНОЙ по причине НЕНАБЛЮДАЕМОСТИ в Природе Инерциальных Систем Отсчета, то Вы посредством часов "определяете" начало отсчета этой величины в том, ЧЕГО В ПРИРОДЕ НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ.

Следовательно, Ваше определение - ЛЖЕНАУЧНО!

[Mavr]

Уважаемый Mavr, я теперь понимаю, что в Вас первична все же глупость, а Ваш идеализм проистекает из этой Вашей глупости.  

Отвечаю на Ваш вопрос:
1) любая единица измерения условна
2) любой измерительный прибор имеет шкалу измерения
3) любая измерительная шкала проградуирована в принятых условных единицах измерения
4) предыдущие пункты необходимо было выучить в начальной школе.  

Для измерения времени, как физической величины приняты условные единицы: год, месяц, неделя, сутки, часы, минуты, секунды и т.д. Эти условные единицы связаны между собой жесткими соотношениями.
Эталоном секунды является: «Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133»

Я надеюсь, что дал Вам направление и импульс для Вашего дальнейшего самообразования.  

А у Вас, kichrot, первичным является идиотизм. Ибо любые часы так настраивает человек, чтобы единицы измерения времени всех часов были одинаковы. Для этого в маятниковых часах изменяют длину маятника, в световых часах изменяют  расстояние между параллельными зеркалами. Если это расстояние между зеркалами в световых часах будет произвольным, то и единица измерения времени часов не будет равна той величине, которую ваше идиотское величество по определению приняло за единицу.

В качестве единицы измерения времени часов может быть выбран любой промежуток времени, то есть часы могут быть так настроены, что они будут прекрасно работать и при единице времени, равной 1 секунда, и при единице времени, равной, к примеру, 0,33333333 секунды. Поэтому все часы в одной инерциальной системе отсчета (или даже в одной цивилизации) должны быть настроены на одну и ту же единицу времени. И часы в самолете (поезде) должны иметь одинаковую единицу измерения времени с часами в аэропорту (на станции). И все часы на всех станциях (во всех аэропортах) должны иметь одинаковые друг с другом единицы измерения времени. Иначе часы будут бесполезны, ибо будут показывать одновременно разное время.

С эти-то Вы согласны? Или Вам мешает признать это Ваш врожденный идиотизм.

Так вот настройка часов на строго одинаковые единицы измерения времени в СТО невозможна. Ибо согласно СТО единица измерения времени часов зависит от скорости движения часов. Известное положение СТО об отставании движущихся часов от покоящихся часов заботится о том, что по СТО часы в движущемся поезде отстают от часов на станциях. И так далее...

Вам, идиоту, нужно было еще в школе усвоить раз и навсегда, что это только в сказке по щучьему велению по емелиному хотению все часы могут устанавливаться на одинаковость единиц измерения времени всех часов, а в реальной жизни они подлежат настройке часовщиками (или людьми других профессий) на одинаковость единиц измерения времени. Одинаковость шкал (циферблатов) часов еще не обеспечивает одинаковость единиц измерения времени часами.

Но мой вопрос Вам остается прежним - как по фотографии циферблата электронных часов, на котором видны цифры, например, 13:48:16 узнать, чему равна единица измерения времени этих часов и одинакова ли она с единицей измерения времени других часов, фотографию показаний которых вам дали? Даже при условии, что на фотографии циферблата вторых часов  изображены эти же цифры 13:48:16?

[stary]

Аристотель писал:"Всякое количество есть множество, если оно счислимо, а величина – если измеримо. Множеством же называется то, что в возможности делимо на части не непрерывные, величиной – на части непрерывные. "

Время -- это определенная деятельность наблюдателя ...

[Mavr]

Так как Классическая формулировка первого закона Ньютона: "Существуют инерциальные системы отсчета, относительно которых материальные точки движутся равномерно прямолинейно (покоятся), когда на них не действуют никакие силы (или они уравновешены)", в соответствии с определением "лженауки" нобелевского лауреата Гинзбурга, является ЛЖЕНАУЧНОЙ по причине НЕНАБЛЮДАЕМОСТИ в Природе Инерциальных Систем Отсчета, то Вы посредством часов "определяете" начало отсчета этой величины в том, ЧЕГО В ПРИРОДЕ НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ.

Следовательно, Ваше определение - ЛЖЕНАУЧНО!

Сударь Федоров, Вы есть полнейший идиот или только частичный идиот? Вас ничему в школе так и не научили, или Вас все-таки научили тому, что в природе не существует НИ ОДНОЙ АБСТРАКЦИИ, созданной человеком в своем мозгу для того, чтобы осуществлять процесс мышления? Что в природе не существует ни такого объекта, как "точка", ни такого объекта, как "прямая линия", ни такого объекта, как "плоскость", ни такого объекта как "лошадь" или "стол", или "яблоко"? Или та же ИСО (инерциальная система отсчета).

Для Вас, сударь идиот, будет являться открытием, что даже понятие "три  яблока"    в природе не существует без не существующей в природе абстракции "ЯБЛОКО" (существующей только в мозгу  человека), ибо каждый из предметов среди совокупности предметов, входящих в "три яблока" отличается от другого и без абстрагирования от этих различий даже подсчет совокупности предметов невозможен (ибо каждый из этих предметов единственный в своем роде - уникальный). И не существует в природе  даже двух одинаковых друг с другом идиотов, каждый из вас, идиотов, уникален.

Так Вы это понимаете, или Вы есть полнейший долбоёб, которому (по определению Гуськова-Castro) ничего объяснить невозможно?

[Lons]

Аристотель писал:"Всякое количество есть множество, если оно счислимо, а величина – если измеримо. Множеством же называется то, что в возможности делимо на части не непрерывные, величиной – на части непрерывные. "
Время -- это определенная деятельность наблюдателя ...

Современная математика далеко ушла от Аристотелевских воззрений. В ней существуют как "исчислимые" (СЧЁТНЫЕ) множества, так и неисчислимые (НЕСЧЁТНЫЕ). В ней существуют ИЗМЕРИМЫЕ множества и НЕИЗМЕРИМЫЕ множества.
       Так что, stary, обратите свой ум к современности. Например, наклёвывается третий убийственный аргумент против NASA-вских фальсификаторов (помимо бесследно исчезнувшего чЮдо-двигателя F-1 и сверхточных приводнений аполлинариев со второй космической). Загляните в топик ZZCW, может, найдёте какой-то конструктив.

[stary]

Современная математика далеко ушла от Аристотелевских воззрений. В ней существуют как "исчислимые" (СЧЁТНЫЕ) множества, так и неисчислимые (НЕСЧЁТНЫЕ). В ней существуют ИЗМЕРИМЫЕ множества и НЕИЗМЕРИМЫЕ множества.
       Так что, stary, обратите свой ум к современности. Например, наклёвывается третий убийственный аргумент против NASA-вских фальсификаторов (помимо бесследно исчезнувшего чЮдо-двигателя F-1 и сверхточных приводнений аполлинариев со второй космической). Загляните в топик ZZCW, может, найдёте какой-то конструктив.

...Щасс посмотрим ...Но продолжим о величине ...
Измерить , означает сравнить с эталоном , следовательно, величина отражает КАЧЕСТВЕННУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ  нашего ближнего окружения ... Счетные и несчетные множества --это уже не физика...

[Mavr]

Явный флуд удаляется беспощадно... Если нет возражений по существу, а только долбоежские выеживания, тему могу и закрыть...

[Фёдоров В.В.]

Явный флуд удаляется беспощадно... Если нет возражений по существу, а только долбоебские выеживания тему могу и закрыть...

Вы продолжаете настаивать на том, что ваши выеживания с определением показаний часов в том, чего в Природе не наблюдается - в Инерциальных Системах Отсчета - имеет отношение к Природе, а значит к физике (Фи́зика (Физика от др.-греч. φύσις — природа)?

[Mavr]

Вы продолжаете настаивать на том, что ваши выеживания с определением показаний часов в том, чего в Природе не наблюдается - в Инерциальных Системах Отсчета - имеет отношение к Природе, а значит к физике (Фи́зика (Физика от др.-греч. φύσις — природа)?

Да, я настаиваю на том, что мое определение физической величины "время события" лучше, чем определение Эйнштейна ибо показание часов не является физической величиной.
+++++++++++++++++++++++++++++++
Если Вас не устраивает слово "инерциальная", то можете его вычеркнуть. Смысл не изменится.

Физика оперирует такими понятиями как "физические величины". См. http://ufn.ru/ufn79/ufn79_10/Russian/r7910g.pdf "Обозначения, единицы измерения и терминология в физике". По определению каждая физическая величина эквивалентна произведению численного значения, т. е. чистого числа, на единицу измерения:

              Физическая величина = Численное значение \(\times\) Единица измерения.  (1)

Если физическая величина обозначается символом a, то соотношение (1) обычно представляется в виде

                              a = { a } \(\cdot\) [ a ],     (2)

где { a } характеризует численное значение, а [ a ] является символом единицы измерения.

2. Что такое "время события" как физическая величина?

Для физической величины "время события" в 1905 году Эйнштейн в статье "К электродинамике движущихся тел" ввел такое определение:

"Время события есть одновременное с событием показание часов, находящихся в месте события..."

Но показание часов в любой момент времени не является физической величиной - на циферблате часов  нет единицы измерения времени. Поэтому, чтобы дать определение понятию "время события" как физической величине, необходимо дать такое определение:

"Время события как физическая величина есть промежуток времени между моментом начала отсчета времени в какой-либо системе отсчета (СО) и моментом события, равный произведению одновременного с событием показания часов, находящихся в месте события, которые в момент начала отсчета времени  имели нулевое показание, на единицу измерения времени этих часов".

Слово "инерциальная", здесь  вычеркнуто. Смысл не изменился.

[Фёдоров В.В.]

Если Вас не устраивает слово "инерциальная", то можете его вычеркнуть. Смысл не изменится.

Расскажите, если вы, конечно не

есть полнейший идиот или только частичный идиот
сударь идиот
полнейший долбоёб, которому (по определению Гуськова-Castro) ничего объяснить невозможно

почему вы считаете, что станет лучше, чем у Эйнштейна, если "вычеркнуть слово "инерциальная"".

[railgun]

Я столько писал здесь о времени, что уже сам начал понимать 

В общем, дьявол в деталях. Наша математика определяет наш взгляд на мир. Дифференциальное исчисление требует считать момент времени "сейчас" бесконечно малым и четко определяемым. Однако, как мне кажется, здесь скрыта ошибка. Скорее имеет смысл говорить о нечеткой функции принадлежности конкретного момента времени. Стало быть, мы имеем дело с условной точкой и ее окрестностями, которые охватывают и прошлое, и будущее.

Тогда обретает смысл недавнее открытие квантовой физики - элементарные частицы якобы умеют "предвидеть будущее" - текущее взаимодействие зависит от возможного результата. Другими словами, для них будущее объективно существует и способно влиять на поведение частиц в настоящем.

[stary]

Явный флуд удаляется беспощадно... Если нет возражений по существу, а только долбоебские выеживания тему могу и закрыть...

... я, как то всегда Вас уважал и не думал , что Вы есть матершинник , думал , что Вы есть интеллигентная личность...
Будите материться я сам Вас пошлю... в игнорр!!!

[Mavr]

Расскажите, если вы, конечно не ...
почему вы считаете, что станет лучше, чем у Эйнштейна, если "вычеркнуть слово "инерциальная"".

Я говорил, что: Да, я настаиваю на том, что мое определение физической величины "время события" лучше, чем определение Эйнштейна ибо показание часов не является физической величиной.
Если Вас не устраивает слово "инерциальная", то можете его вычеркнуть. Смысл не изменится.

Но я не говорил, что мое определение  станет лучше, чем у Эйнштейна, если вычеркнуть слово "инерциальная".

[Фёдоров В.В.]

Я говорил, что: Да, я настаиваю на том, что мое определение физической величины "время события" лучше, чем определение Эйнштейна ибо показание часов не является физической величиной.
Если Вас не устраивает слово "инерциальная", то можете его вычеркнуть. Смысл не изменится.

Но я не говорил, что мое определение  станет лучше, чем у Эйнштейна, если вычеркнуть слово "инерциальная".

Так лучше станет чем у Эйнштейна, если у вас вычеркнуть слово "инерциальная", или хуже?