Философско-естественнонаучный взгляд на природу времени Ч.4 ((Из цикла: О природе вещей, ) ..

            Философско-естественнонаучный взгляд  на физическую сущность времени

     Выше  я показал привычные представления о  времени  радиоинженера-разработчика приемных и передающих устройств,  входящих в системы связи, разведки,  радиолокации,  радионавигации и  систем управления ракетным и пушечным огнем СУО,  управления воздушным движением и др.  Думаю, кому-то должно быть интересно и более глубокое представление о нем,  которое я пробую дать ниже.    

     Начнем издалека.

     Что есть пространство,  которое всегда упоминается в связке пространство-время,  например пространственно-временные ресурсы?   Пространство - это некоторый объем,  который мы рассматриваем,  физическое «пространство» определяется мерой расстояния от одной его  границы  до другой,  по каждой трех координат.

     Понятие - пространство  позволяет очертить пределы  материи,  которую мы рассматриваем,  и которая характеризуется  рядом параметров.  В простейшем случае,  например, представления  материи в виде  твердого вещества,  этими параметрами являются  плотность  вещества,  или  распределение плотности вещества по  данной координате,  удельным весом этого вещества (или распределение  удельного веса вещества )  по данной координате.  Распределения плотности вещества и удельного веса вещества  определяют,  например, такое свойство  фрагмента материи, заключенного между границами  объема  (который мы рассматриваем),  как момент инерции  вращения «тела»,  (заключенного в нем) -  М,   и центр массы этого тела –  характеризующийся параметрами  -  x₁, y₁.z_{1,  ,} при том,  что  инертность этого тела при разгоне его по прямой определится его массой,  которая определится   «объемным» интегралом взятым от произведений плотности вещества на его удельный вес, взятый в пределах существования «тела»,  т.е. в границах  заданного пространства  -  ∆X, ∆Y, ∆Z.   (заметим,  что в общем случае,  данный фрагмент материи может быть частью большого тела,  и т.о. он не может рассматриваться как независимый объект.  Но это уже отдельный разговор о связи фрагментов материи в  большем объеме пространства.  Именно связь  фрагментов материи, расположенных  внутри  заданного пространства, между собой  и определяет информацию  о ее фазовом состоянии,   т.е. информацию о ее структуре). 

       Т.о. мы пришли к понятию -  фазовое состояние «фрагмента материи»,  которым является любое вещественное тело (например, предмет:  стул, стол,  телевизор и пр.).  В самом простейшем случае – это кирпич,  состоящий из однородного вещества,  с одинаковой плотностью и удельным весом. В предельно сложном виде – это человек, состоящий из огромного числа разных молекул,  органических и неорганических,  которые образуют его органы, способные выполнять присущие им функции,  и его самого, как их целое в единстве их функционирования. 

       Всю информацию о   фрагменте материи  (с точностью до постоянного коэффициента – определяющего  его масштаб) содержит «матрица его параметров».  Так молекула ДНК,  невидимая человеческому глазу,  содержит в своей структуре – взаимном расположении атомов, входящих в ее состав,  информацию о физическом строении всего человеческого организма,  который сформируется во взрослом его состоянии.  

      Сложность  объекта - «фрагмента материи»,    это сложность его фазовой структуры,  и она определяется количеством его параметров,  помноженным на количество возможных их дискретных различимых (разрешимых) состояний -  градаций (см. выше). 

     С учетом сказанного,  время можно трактовать как аргумент,  определяющий фазовое состояние материи.  Итак,  первое определение времени:

   Время - это аргумент,  определяющий функцию - фазовое состояние фрагмента материи.

     Но данное определение не является достаточным,  ибо текущее фазовое состояние фрагментов материи  в текущий момент времени определяется не только им  (как аргументом известной функции),  но и начальным,   его фазовым состоянием,   время характеризует    лишь динамику процесса изменения его фазового состояния.  

    Прим.  В математике  эти реальные физические процессы изменения параметров  фрагментов материи -ФМ,  исследуемых посредством  зондирования радиоимпульсами РЛС,   представляются в виде функций – сигналов,  содержащих  информацию о фазовой структуре ФМ в параметрах своей (т.е. сигнала) фазовой структуры,  между первыми и вторыми существует функциональная связь  (качество выявления которой  и определяет  качество  обработки сигнала и выделения их него информации,  которое также  зависит и от объективных обстоятельств – условий распространения радиоволн,  наличия помех естественного и искусственно происхождения).  В радиотехнике рассматриваются  процедуры обработки сигналов, и оценивается их эффективность..

     Этот момент учитывается  при расчете текущих фазовых состояний сигнала тем,  что после интегрирования  переменной функции  производится определение начальных условий - параметров,  которые  добавляются  к полученной величине  интеграла.

      Подчеркнем еще раз, абсолютное  время - t  однозначно характеризует не текущее состояние процесса, а динамику его изменения  (изменения его параметров),  однако интервал времени Т однозначно  характеризует  объем изменений параметров процесса, который и определяет затраченную (или выделенную при этом)  работу  А, равную энергии сигнала – Е,  т.о.   А = Е.   

       Из сказанного делаем фундаментальный вывод: 

совершенная в результате действия на объект  (фрагмент материи) некоторой силы работа,  однозначно  определяется  изменением его фазовой структуры.

       Откуда следует,  что  мера интервала времени  T действия импульса силы (напряжения) определяется результирующим изменением фазовой структуры фрагмента материи – сигнала,  а текущее время  t,  отсчет которого начался в момент начала действия импульса силы t₀                    T  = t -  t₀  

определяет  существующее на данный момент промежуточное фазовое состояние  фрагмента материи – сигнала.. 

   С учетом вышесказанного предлагаю такую формулировку  понятия секунды,  как единицы измерения:

    Секунда -  единица измерения «объема»  изменения фазовой структуры фрагмента материи (фазового портрета сигнала) по какой либо из координат его фазовых состояний  

     Время -  это аргумент,   определяющий  текущее значение    параметров фрагментов материи  (в динамике их изменения), расположенных в границах объема пространства параметров,  при условии заданности начального фазового состояния этого фрагмента;   Абсолютного нуля времени быть не может.

     Интервал времени – это аргумент функции, определяющий объем   изменений  фазовой структуры     фрагмента материи (объекта),     произведенных  некоторым  нормированным  по величине силовым воздействием на данный фрагмент,  от его (воздействия) начала до конца.

    Прим.  Поясним.  Очевидно, что изменения фазовой структуры материи определяются  не только длительностью возмущающего воздействия на ФМ  (сигнал),   но и абсолютной величиной возмущающей силы,  или  мощности воздействия,  определяемой квадратом силы.  Поэтому определение длительности возмущающего импульсного воздействия возможно при условии нормировки силового возмущающего действия,  при этом  изменение фазовой структуры ФМ будет однозначно определяться длительностью  возмущающего воздействия на ФМ.

     Т.о. мера «относительного  времени» определяется мерой изменений фазовой структуры материи внутри некоторого ее фрагмента.  Поэтому,  если например, представить, что в соседних  областях пространства присутствуют изначально фрагменты материи с одинаковой структурой,  но после силового воздействия в течении  равных  по силе воздействий структуры этих фрагментов изменились по-разному,  то это означает,  что в этих объемах пространства время течет с разной скоростью. (!).  Может ли такое быть?  Казалось бы бред!   Но может. 

     Представим себе один фрагмент большого объема, например 1 км^3,  и в нем расположено множество тел,  размещенных некоторым образом, что характеризует пространственный портрет этого фрагмента материи.   Если  возьмем теперь объем равный 100м³,  в котором пропорционально меньше будут и внутренние объекты,  то та же сила, приложенная к этим малоразмерным объектам,  приведет к более быстрым относительным изменениям фазового состояния данного фрагмента. И т.о. объем изменений  его структуры будет в 10 раз больше, чем в первом.  Но что это значит?  Что время внутри этого  фрагмента шло в 10 раз быстрее  (!) . 

        Время – это ресурс развития материи – изменения и усложнения ее фазовой структуры. И он тем больше, чем быстрее идет процесс изменения фазового состояния фрагментов материи,  именно это и определяет тенденцию  перехода в современных радиотехнических устройствах к использованию все более мелких энергетических сущностей –   т.е. к укорочению длительности импульсных сигналов,  и соответственно к расширению их спектра,  что обеспечивает большую  скорость передачи информации в системах связи и более высокую точность изменения параметров цели РЛС,    

       Чем  меньше фрагменты материи  по длительности, тем они менее инерционны,  чем большее ускорение приобретают под воздействиями одной и той же силы,  и тем быстрее течет относительное время  внутри данного объема.  

       Итак,   из сказанного выше надо запомнить:

 -   скорость изменяя фазы - фазового состояния сигнала  - это частота медленных изменений  мгновенной мощности,  частота его комплексной огибающей,  которая несет практически всю информацию о его структуре.

  -   импульсные  периодические сигналы с ограниченной длительностью имеют не сплошной спектр,  а представляются  рядом гармоник,  амплитуда каждой из которых определяется  временной формой сигнала,  а фаза – ее  частотой  и  фазовой характеристикой спектра. 

   -    комплексная огибающая сигнала в своем временном и спектральном выражении содержит всю информацию  о его параметрах,  а значит и параметрах фазовых состояний фрагментов материи,  которые рассматриваются  с помощью зондирования РЛС.   

    Заметим также, что длительность всего сложного сигнала,  состоящего из последовательности простых импульсов,  определяет ширину спектра одной гармоники и разрешающую способность сигнала  по частоте  -   ∆F_N= 1/T,   а  длительность элементарных импульсов – Ти  - разрешающую способность сложного сигнала во времени,  и ширину его спектра   

                                                              ∆F =  N* ∆F_N  = 1/ Ти                                 (26)