Процессы. Длительность и одновременность.

Мера - это то, с чем мы сравниваем что-то. Подробнее:
Процесс - изменение чего-либо.

Если мы говорим о весе, то эталон должен быть легче измеряемого объекта. Если о длине объекта, то он должен быть короче измеряемого объекта. А еще эталон должен быть "стабильным", т.е. должен изменяться медленнее, чем измеряемый объект (процесс), но все несколько сложнее, когда мы говорим о времени (длительность любого процесса).
Будем действовать по аналогии: для измерения длительности процессов будем использовать другой процесс, периодический (повторяющийся) и высокочастотный, но сначала необходимо ответить себе на вопрос: чем объекты отличаются от процессов?

Локальные процессы.

Любой процесс во Вселенной - локальный. Пытаясь понять, что такое время, некоторые люди представляют движение стрелок в часах, и не важно, что приводит их в движение: пружина, гирька или батарейка. Песочные часы или электронные часы - это тоже процессы. Чтение книги, просмотр фильма, обучение в школе или институте, перелет самолетом по маршруту Москва-Стамбул, завтрак и ужин, сон - это все примеры локальных процессов. Разумеется список можно было бы продолжать до бесконечности, т.к. самолетов, пароходов, автомобилей, пешеходов, астероидов и метеоритов перемещается в пространстве (игровое поле) огромное количество, а кто-то в это же самое время спит. и никуда не перемещается. Все о чем вы можете подумать - это тоже процесс, но уже умственный. Гораздо важнее другое: какие-то из этих процессов уже закончились, какие-то происходили "одновременно", какие-то продолжаются, а какие-то еще не наступили. Все это примеры локальных процессов. В дальнейшем изменение местоположения субъекта/объекта в Игровом Поле будем называть - движением. Бывают поступательные и вращательные движения. Например, турбина гидроэлектростанции никуда не перемещается, но при этом она, взаимодействуя с потоком воды, вращается.

Жизнь - это совокупность локальных процессов, в котором мы наблюдаем только настоящее. Состояние какого-либо процесса, которое когда-то было настоящим, но уже прошло, мы называем прошлым. Следы о нем хранятся в нашей памяти, но они могут остаться и на других объектах. Сейчас существует техническая возможность с помощью аппаратуры сохранять эти следы о процессах (о прошлом) на всевозможных накопителях: флэшках, дисках.
Состояние процесса, которое еще не наступило, мы называем Будущим. Когда речь заходит о прошлом, настоящем и будущем на арену выходит понятие - ВРЕМЯ. Некоторые люди считают время самостоятельной «субстанцией», при этом упускают из внимания тот факт, что понятие времени неразрывно связано с понятием процесс (ы). Время (длительность) - это универсальное свойство любого процесса. А измерять длительность процесса можно с помощью эталонного процесса.

Эволюция эталонов времени.

Очевидно, что период эталонного процесса должен быть меньше, чем длительность измеряемого. Раньше таким эталонным процессом было суточное вращение Земли вокруг своей оси – сутки, длительность которого делили на 24 часа (час-ти), затем на минуты, секунды и т.д. Потом пришел черед другого эталона – кварцевые часы. Оказалось, кварцевая пластинка под воздействием напряжения совершает периодические колебания с высокой частотой. Затем наступила эра атомных часов. Не забывайте, что все эти эталоны - это процессы. Желание вводить все новые эталоны времени возникало не на пустом месте.. С развитием науки и техники возникла насущная потребность измерять все более быстрые, т.е. "короткие", длящиеся совсем недолго, процессы. Если говорить про физический смысл единицы времени, т.е. об одной секунде, то теперь, 1 секундой считают длительность процесса, в котором свет преодолевает приблизительно 300 000 км, распространяясь в вакууме. Сейчас эталон времени преобразовали в единый эталон-частоты-длины-времени. Мне попадались публикации о том, что в других средах, например, в конденсате Эйнштейна-Бозе, свет может распространяться значительно медленнее, настолько медленно, что его можно наблюдать как светящийся отрезок, распространяющийся от одной стенки бассейна к другой. Не знаю, не видел. :)

Как связаны понятия "Длина" и "Длительность".

Длина - это про размеры (длина, ширина, высота) и расстояния. Когда мы хотим измерить размеры какого-либо объекта, то мы прибегаем к измерению с помощью эталонного объекта (эталон длины), либо можем воспользоваться лазерным дальномером (источник монохромного излучения), который позволяет измерять размеры и расстояния с очень большой точностью.
Длительность - это про время, и про расстояния, а значит про процессы. Длительность – это «длина» процесса, это его универсальное свойство. Это фундаментальное свойство, которое есть у любого процесса. Когда же нам требуется сравнить локальные процессы, то мы используем для этой цели эталонный процесс (распространение света в вакууме), который должен быть периодическим, т.е. повторяющимся и его период должен быть намного меньше, чем у измеряемого локального процесса. Время - это относительный параметр (величина, характеристика) процессов, позволяющих оценивать (сравнивать) их длительности и одновременность, т.е. какой процесс «длиннее» (короче), и какой из них начался раньше, а какой позже (или одновременно). У света есть скорость. В вакууме за одну секунду свет преодолевает практически 300 000 км. Значит можно посчитать какое расстояние пройдет свет в вакууме за 0,1 сек, 0,001 сек, за 10 в минус 100 степени секунды и т.д. Посчитать мы сможем, а вот сумеем ли на практике измерить такие расстояния, например, размер фотона или электрона? Но об этом лучше поговорить в материале про корпускулярно-волновой дуализм и эффект наблюдателя. Подробнее
Практическим подтверждением того факта, что длина (расстояние) и длительность (время процесса получения и обработки информации перед принятием решения о продаже или покупке акций), является стремление трейдеров, занимающихся высокочастотным трейдингом (HFT), ставить своих роботов (серверы и алгоритмы) как можно ближе к центральным серверам фондовых бирж. Это относится ко всем крупнейшим фондовым биржам мира. Конечно, важную роль будет играть скорость обработки данных конкурирующими роботами, но не меньшую роль будут играть расстояния между биржами, разбросанными по всему миру: Лондон, Нью-Йорк, Шанхай, Гонконг, Токио и т.д., которые составляют десятки тысяч километров. При прочих равных условиях (быстродействие алгоритмов) будут выигрывать в битве трейдеров те из них, чьи серверы расположены ближе к узловым точкам.

"Одновременность" (синхронность). Погрешность (точность, ошибка).

Когда же нам необходимо понять, какой процесс начался раньше, а какой позже, или они начались "одновременно", и, когда они закончились, то мы должны сравнить не только длительности, но и даты, т.е. моменты начала и окончания каждого из этих процессов, еще с одним локальным процессом. В качестве такого момента (точки отсчета), Никейский собор выбрал Р.Х., т.е. привязал все локальные процессы к Р.Х., те. выбрал эту дату точкой отсчета.
Когда вы знаете еще и длительность процесса, то вы можете судить о том, когда процесс начался, и когда закончился. Например, в 1972.09.01 на Мюнхенской Олимпиаде в 19.00.00 был дан старт забегу на 100 м. Забег длился всего 10 секунд. 10 секунд - это длительность, но ее можно получить, если вычесть из времени окончания забега, время начала забега, а дата у этих временных отметок будет одна и та же - 1972.09.01. В это же самое время другие бегуны могли бежать стометровку совсем в другом месте и совсем с другой скоростью.

Пофантазируем. Чтобы судить (вынести суждение) о том, что некоторые бегуны, решившие заочно посоревноваться с Валерием Борзовым, стартовали вместе (одновременно) с ним, но в других местах (Игровое поле) и пробежали свои стометровки (они, действительно равны мюнхенской?) быстрее или медленнее Валерия Борзова, в то же самое время, когда он бежал свою стометровку на Мюнхенской олимпиаде, для начала придется синхронизировать все секундомеры. Их придется брать одной и той же фирмы, которой все доверяют. Все дистанции придется измерить оборудованием (рулетки, лазеры), которым все доверяют. А вот отправить всех в путь одновременно вряд ли получится. И даже GPS и ГЛОНАСС не помогут. Если вы наблюдали как снимают с соревнований за фальстарт, то вы поймете в чем дело. Но как синхронизировать выстрелы из стартовых пистолетов? Купить стартовые пистолеты одной марки? Боюсь, что этого будет недостаточно, т.к. давать старт будут люди, а синхронизировать их крайне сложно. Даже не будем поднимать проблему допинга. В общем это все крайне трудозатратно, поэтому проще собрать всех бегунов, и других спортсменов тоже, в одном месте, создать равные условия, хотя это тоже крайне трудно, но раз в четыре года человечество с этой задачей справляется. Правда на это тратятся колоссальные деньги. Зато люди занимаются "делом": кто-то строит стадионы, аэродромы, гостиницы, дороги. Кто-то занимается спортом высоких достижений, а кто-то тренирует спортсменов. Кто-то освещает все эти события в СМИ. Кто-то осваивает рекламные бюджеты и т.д. Это жизнь, это локальные процессы.
В ролике, где С.П.Капица и академик РАН В.И.Арнольд, обсуждают ОТО Эйнштейна, они затронули проблему именно синхронизации. Заодно вспомнили и то, что он, позаимствовал идеи ОТО у Анри Пуанкарэ.
Глобальные системы позиционирования. Для того, чтобы система ГЛОНАСС, впрочем как и любая другая (GPS, Galileo и т.д), могли выполнять свои функции, их необходимо синхронизировать. Это касается и местоположения в пространстве (координаты) самих орбитальных спутников, так и устройств (генераторов частоты, начинка спутников), которые синхронизируют работу самих спутников.
ФНС. Несмотря на то, что налоговый учет ведется не только за каждым предприятием, но и каждым гражданином, для налоговой службы крайне важно, чтобы по факту все участники процесса совершали платежи и отчитывались об этом своевременно. Это означает, что обозначена дата, к которой они должны совершить вышеуказанные действия. Иначе наступит хаос. Если нарушают правила небольшое количество участников, то сначала хаос может быть маленьким, а если много, то большим. Однажды я оплатил НПД раньше времени. Больше так не делаю. Более того, включил автоматическую оплату. Так оказалось проще.
Блокчейн - технология с распределенными реестрами. На наш взгляд совершенно очевидна мысль о том, что самой большой проблемой в таких системах будет проблема синхронизации участников, когда необходимо передать (сообщить) всем участникам об изменениях, которые произошли хотя бы у одного участника. Чем сложнее будет структура (количество элементов и связи между ними), тем больше времени будет уходить на синхронизацию. Связи - это расстояния (см. выше про высокочастотный трейдинг - HFT). Обстоятельства таковы, что пока идет синхронизация жизнь не останавливается и в системе будут происходить изменения. Еще более очевидная мысль: те, кто создадут более быстродействующие процессоры, получат преимущество по сравнению с теми, кто работает на медленном "железе". За то время, пока они синхронизируются, можно будет внести изменения в реестр или в реестры части участников. Это про злоумышленников, которые хотят прибрать к рукам внешние ресурсы остальных участников и имеют для этого возможности, в первую очередь необходимый объем финансов. Какой должна быть доля участников-злоумышленников в % отношении, чтобы можно было синхронно внести в систему нужные изменения, а затем дестабилизировать работу всей системы, чтобы извлечь из этого выгоду, просто не знаю, но это конечная величина, и ее можно вычислить. Но тогда кто-то должен следить за тем, чтобы никто не пытался приблизиться к этой величине. Возможно, что именно поэтому нас сбудет ждать впереди еще не один крах криптовалют, т.к. участники с огромными ресурсами (фонды) существуют, и именно они тоже вкладываются в криптовалюты. "Сбросить с хвоста" (обмануть) мелких участников, которых огромное количество, не представляет сложности. Это не является неразрешимой проблемой.

Знание длительности, а также того, когда начался и закончился какой-либо процесс, не дает нам знаний о том, с какой скоростью (мощностью) шел процесс изменений в ком-либо (чем-либо). С кем (или с чем) шло взаимодействие. Например, мы знаем даты рождения и смерти какого-то человека. Это знание позволит нам легко посчитать сколько оборотов Земля сделала вокруг Солнца, и вокруг своей оси, но мы не будем знать главное - на что именно направлял свое внимание (тратил "время" жизни) человек. С какой интенсивностью шло это взаимодействие. Какие знания-навыки-умения-качества-способности он наработал за время жизни, это тоже останется "за кадром". Тема о "ловцах внимания" заслуживает отдельного разговора.

Музыка. Ребенок, занимающийся музыкой, изучает нотную грамоту, нарабатывает определенные навыки и умения, и доводит их до автоматизма. В частности, изучая нотную грамоту, он расширяет свои знания. Эти знания можно назвать по разному: можно назвать нотной грамотой, а можно специализированной моделью, описывающей частный случай процессов - музыкальные произведения. Можно назвать "языком" в котором есть свои "буквы" и свои правила, по которым строятся музыкальные фразы. Понимая этот язык, ребенок учится правильно переводить статику (картинку - нотную запись) в динамику, т.е. правильно исполнять произведение. Эти знания имеют структуру и вложенность. Более простые элементы являются составными частями более сложных тем. Бессмысленно давать ребенку сложные знания по теории музыки, если он не освоил "азы"...

Дети могут даже не понимать, что такое время (длительность процесса), но они знакомятся на очень глубоком уровне с этим базовым понятием, т.к. они на практике понимают, что есть длительности нот (и их части), есть паузы, которые тоже имеют длительность. Есть одиночные ноты, а есть аккорды - так они знакомятся с согласованностью, гармонией, но изучают все эти вопросы не только в теории, но и на практике (см. "Как меняют мозг занятия музыкой").

Именно с непониманием природы "времени" (сути, смысла понятия "время") связаны интерпретации корпускулярно-волнового дуализма (КВД). Вроде бы люди обсуждают двойственность в поведении материи, в частности, света: иногда он ведет себя как поле (волна), а иногда как частица. Но если принять во внимание тот факт, что между источником света, пластинкой со щелями, и фотопластинкой, существуют расстояния, которые свет (или частица) должен преодолеть, а скорость света конечна, то это будет означать только одно: независимо от того, какова будет длительность включения источника поля (света), мы будем иметь дело с процессами, и интерпретацией результатов взаимодействия света со щелями и фотопластинкой. Подробнее

Особенно интересно с этих позиций поговорить о человеке. Об изменениях, которые происходят в людях за одно, и то же время, о восприятии процессов, о том, откуда возникают метафоры про сжатие-растяжение времени, петли и стрелы времени, кристаллы времени, дыры во времени и т.д., и.т.п. Об этом см. ссылки в конце материала.

Автор текста: к.п.н. А.Н.Чистяков

Дополнительные материалы:

Ошибки мышления на примере "квантово-волнового дуализма".
О восприятии длительности процессов (времени) в зависимости от нервно-психического состояния субъекта.
Скорость процессов и восприятие.
О ценности времени.
"Большие правила" (принципы)
Список литературы о времени.

P.S. Притча о времени.

Жил-был в деревне старый человек. Он был очень беден, но даже короли завидовали ему, потому что у него был прекрасный белый конь. Ему предлагали за коня баснословные деньги, но старик говорил: "Этот конь для меня не конь, а личность. Как можно продать личность, друга?" Человек был беден, но никогда не соглашался продать коня. Однажды утром он не обнаружил коня в стойле. Собралась вся деревня и все осудили старика: "Ты - глупый старик, - говорили ему. - Мы знали, что когда-нибудь коня украдут. Уж лучше бы ты его продал. Что за невезение!" Старик сказал: "Я не знаю всей истории. Я не знаю, ушел ли он, или его увели. Есть факт, все остальное - суждение. Является это невезением или благословением, я не знаю, потому что все это только часть. Кто знает, что последует за этим?" Люди засмеялись. Они всегда знали, что он немного ненормальный. Но спустя пятнадцать дней конь неожиданно вернулся, мало того, он привел с собой четырех жеребят.

Люди снова собрались и сказали: "Ты был прав, старик, это не было невезением, это - благо". И опять старик сказал: "Я не знаю всей истории. Знаю только, что коня не было, потом он вернулся. Кто знает, благословение это или нет? Вы прочли единственное слово в предложении - как вы можете судить о целой книге?" Но люди все равно решили, что он не прав, ведь коней стало больше! У старика был единственный сын. Он начал объезжать жеребят и спустя неделю упал и сломал ногу.

Люди сказали: "Вот ведь невезение! Твой единственный сын лишился возможности ходить, а ведь он был тебе единственной поддержкой! Уж лучше бы ты тогда продал коня, были бы хоть деньги". И в который раз старик ответил им: "Вы одержимы суждением, не заходите так далеко. Я только знаю, что сын упал и сломал ногу. Никто не знает, невезение это или благословение".

Так случилось, что через несколько недель в стране разгорелась война, и всю молодежь забрали в армию. Только сын старика остался, потому что был покалечен. Все жители плакали, потому что сражения были проиграны и большинство молодежи погибло. Люди пришли к старику и сказали ему: "Ты был прав, это оказалось благом. Может быть, твой сын и покалечен, но он с тобой, наши сыновья ушли навсегда". И снова старик сказал: "Вы продолжаете судить. Я не знаю всей истории, и никто не знает. Суждение означает застывшее состояние ума. Не судите, иначе вы никогда не станете едины с целым".

В действительности путешествие никогда не заканчивается. Одна часть заканчивается, зато другая начинается, одна дверь закрывается, другая - открывается. Вы достигаете вершины, но появляется другая, более высокая. Жизнь есть бесконечное путешествие!