Учёные из King’s College London предложили новую математическую модель, которая позволяет превращать любые хаотичные, непредсказуемые события — например, удары сердца или шум ветра над океаном — в «часы».

Учёные написали о своем исследовании в журнале Physical Review X.

При традиционном представлении часы должны тикать с регулярным, предсказуемым ритмом, но эта модель ломает такое представление.

Исследование сфокусировано на так называемых марковских процессах — последовательностях случайных событий, где каждое новое зависит только от предыдущего.  Такие процессы повсеместны: нерегулярный пульс, колебания волн, случайные изменения в экономике и др. Команда учёных выяснила, что по «скачкам» — моментам этих событий — можно оценить, сколько прошло времени, даже если между «скачками» нет строгой периодичности.

Одной из целей было выяснить, что является минимальным набором условий, необходимым для построения точного «часового» измерения времени — даже если ты, например, один на необитаемом острове, и у тебя нет привычных механизмов. Исследователи нашли уравнения, которые позволяют использовать такие события, как удары сердца или прибой, для измерения времени.

Кроме того, эта модель ставит чёткий предел на точность часов, работающих по классическим физическим законам. Если какой-то «часы» работают точнее, чем позволяет модель, — возможно, в них участвуют квантовые эффекты. Это важно и для биологических систем, например, для молекулярных моторов вроде кинезина, который преобразует хаотическую тепловую энергию в более упорядоченное движение.

По словам учёных, новая модель не просто даёт свежий взгляд на то, что такое время и как его можно измерять, но и ставит фундаментальные вопросы: почему время движется только вперёд, почему мы помним прошлое, а не будущее, и существует ли само время как дискретная сущность.