Календарь  

Со шкалой исторического времени тесно связан календарь – одна из форм представления времени. Общеупотребительный современный календарь – григорианский. В нем счет годам ведется от  Рождества Христова, обычный год состоит из 365 дней (366 по високосным годам), разбит на 12 месяцев и т.  д. Это солнечный календарь, его базовая величина – годовой оборот Солнца, происходящий примерно за 365 дней (365,24220). Существует еще несколько календарей, сохраняющих свое применение в наши дни: юлианский, иудейский, исламский. Они отличаются точкой отсчета начала календаря: от  Сотворения мира, от дня хиджры – переселения пророка Мухаммеда из  Мекки в  Медину, а также своей базовой основой – движение не только Солнца, но и  Луны либо только Луны. Перевод дат из одной системы счисления (календаря) в другие особых трудностей не вызывает, если знать базис и алгоритм каждого.

Нельзя не упомянуть о вялотекущем, но долгоживущем споре о том, какой календарь точнее: юлианский или григорианский. Причина этого спора не в неудовлетворительной точности одного из них, а в том, что православная церковь придерживается юлианского календаря, в то время как государственный календарь в  России – григорианский. В этой связи приверженцы православия время от времени напоминают и доказывают всем прочим, что юлианский календарь лучше и «точнее» григорианского. «Доказательство» обычно зиждется на двух утверждениях: фактическая смена времен года – приход зимы, весны и т.  п.  – почти всегда оказывается ближе к юлианским датам: на григорианское 1 марта весной в  России теплом, как правило, не начинает и веять, а вот числу к 13–14 марта (а это и есть 1 марта по юлианскому календарю) весна уже чувствуется более явственно. Пожалуй, это верное наблюдение. Второе доказательство не столь очевидно и связано с различными способами определения понятия «год». Самое распространенное, к которому привязаны оба календаря, это интервал между двумя точками равноденствия, так называемый тропический год. Он равен 365,242199 солнечных суток. При этом юлианский год – 365,25 суток, а григорианский календарный год – 365,2425 суток; казалось бы, совершенно очевидно, что григорианский календарь точнее. Однако, кроме распространенного тропического года известно еще несколько способов определения понятия «год»: например, не по вращению Земли вокруг Солнца от одного равноденствия до другого, а по циклу движения относительно т.  н. «неподвижных звезд». Этот год называется сидерическим, и его продолжительность 365,25636556 суток. Если сравнивать с этой величиной, то юлианский год к этой величине ближе, чем григорианский. Никакого практического значения это, однако, не имеет, но служит аргументом в споре желающих по этому поводу спорить.

Часы  

С обыденной точки зрения время – это, пожалуй, календарь и часы. Всякие философские глубины «сути времени», всякие сомнения в точности исторических событий для большинства людей практического значения не имеют. Нам важно более или менее точно представлять события своей жизни и жизней близких в прошлом, иметь возможность планировать свои действия в настоящем, синхронизируя свои действия с действиями окружающих (не опаздывать, например, на самолет) и обсуждать прошлое и будущее на одном языке с другими. Для всего этого достаточно пользоваться одинаковым календарем и уточнять работу своих часов по общей службе точного времени.

В строгом инженерном мире, мире техники, время есть точно измеряемый параметр, равномерно изменяющийся, связанный с природными периодическими явлениями. С древнейших времен такими повторяющимися процессами были движения Солнца, планет, звезд. Есть и приборы, фиксирующие время,  – разнообразные часы. Есть и устройства, способные производить повторяющиеся сигналы с необычайно высокой точностью. Современные возможности науки позволяют измерять колебания в атомах. Так, в атоме цезия-133, выбранного в качестве эталона, происходят постоянные колебания – переходы между его энергетическими уровнями, за которыми можно наблюдать. За тот период времени, который принято называть секундой, в атоме цезия-133 совершается 9 192 631 770 колебаний. Созданы специальные устройства – эталоны времени, в которых ведется непрерывное наблюдение за этими колебаниями. Они есть в  России, США, Великобритании, Франции и  Канаде. По этим эталонам настраиваются все часы в мире, сверяются они и друг с другом. Российский государственный эталон времени весьма точен, его относительная погрешность не превышает 5 10–14, то есть 0,00000000000005 секунды. За полмиллиона лет эталон даст погрешность в одну секунду.

Стоит, однако, помнить, что необходимость знать точное время и «сверять часы» возникла, пожалуй, только в XVIII веке в бурно развивавшейся тогда Англии. К этому времени механические часы уже были достаточно широко распространены. В пределах одного города можно было, отбивая звуковым сигналом колокола на городской ратуше, вводить условно точное, единое для всех, кто слышит этот сигнал, время. В других городах тоже были свои ратуши и свои часы. Между ними имелась разность хода, но не было нужды стремиться к их точной синхронизации. Толчок дали почтовые кареты, которые стали ходить по расписанию. Первый способ синхронизации состоял в том, что в каретах имелись походные механические часы, то есть «время развозили» по городам, что позволяло сравнивать и настраивать часы. Но еще долго не было общей для всех точки отсчета времени. Серьезный толчок к его поиску дала железная дорога между Манчестером и  Ливерпулем, проложенная в 1830 году. Поезд мчался намного быстрее кареты и те расхождения в показаниях часов, которые прежде не слишком мешали, стали уже неприемлемыми. К тому же вскоре появился телеграф, все шире стали вводиться в практику железнодорожные расписания. После многолетних споров и обсуждений в 1847 году почтой, железной дорогой и телеграфистами было принято совместное решение повсеместно применять Гринвичское время, то есть то время, которое определено обсерваторией в  Гринвиче – Лондонском пригороде. В 1883 году это решение было принято на уровне парламента, а потом и узаконено во всем мире. С тех пор и до сего дня повсеместно применяется «среднее гринвичское время» (Greenwich Mean Time, GMT). 

Физика глубже других областей знаний разработала взгляд на время, определила его свойства и единицы измерения.

Время в классической физике не зависит ни от чего и ни с чем не связано. Поэтому его называют абсолютным или математическим временем. На абсолютное время никакие процессы и явления не оказывают никакого влияния. Исаак Ньютон писал: «Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью… Все движения могут ускоряться или замедляться, течение же абсолютного времени изменяться не может». Важным свойством абсолютного времени является его необратимость: время «течет» равномерно и непрерывно из прошлого в будущее. Именно это время используется нами в обыденной жизни, именно такое представление о времени лежит в основе большинства механизмов и простых устройств, а также календарей.

Физика выяснила, что свойства пространства и времени зависят от того, с какой скоростью друг относительно друга движутся наблюдатель и объект. Пока это движение происходит с не слишком большой скоростью – намного меньше скорости света,  – мы пребываем в сфере действия законов классической физики, вернее, законы классической физики описывают происходящее достаточно точно. Если движение осуществляется со скоростями, приближающимися к скорости света, это описывается законами релятивистской физики, законами теории относительности. Количественная мера, отделяющая области классической и релятивистской физики, определена достаточно точно.

При высоких скоростях движения, а так движутся не только ракеты или элементарные частицы, но и электромагнитные сигналы в электронных устройствах, время изменяется и сравнивается по особым правилам. Эти правила и соответствующие формулы образуют основу так называемой релятивистской физики, теории относительности. Еще одной областью, в которой время нельзя считать абсолютным, это область микромира, подчиняющаяся законам квантовой физики. Здесь, наряду с необходимостью учитывать высокие скорости движущихся частиц, надо учитывать и вовсе удивительное, но при этом глубоко фундаментальное свойство микромира (принцип неопределенности), заключающееся в ограничении возможности одновременного измерения местоположения частицы и ее скорости, или же, что одно и то же, ее энергии и времени события: точность, с которой мы можем указать время начала и конца изучаемого события ограничена.