Zeitprozesse

Zeitprozesse bezeichnen Verläufe von Systemzuständen, die sich in der Zeit verändern. Sie umfassen physikalische, chemische, biologische oder soziale Vorgänge, bei denen der aktuelle Zustand von der Vergangenheit abhängt. Typisch ist eine Beschreibung durch zeitliche Größen, Gesetze oder Modelle, die die Veränderung eines Systems innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls festhalten.

Merkmale: zeitliche Entwicklung, Abhängigkeit von Anfangsbedingungen, möglicher deterministischer oder stochastischer Charakter. Unterscheidungen umfassen deterministische vs. stochastische Zeitprozesse, reversible vs. irreversible Prozesse sowie kontinuierliche vs. diskrete Zeitverläufe.

Rahmen: In der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik wird die Zeitentwicklung durch Gleichungen beschrieben (z. B. Newtonsche Gesetze, Schrödingers Gleichung). In der Thermodynamik und statistischen Mechanik spielt der Zeitpfeil und Entropie eine Rolle. In der Relativitätstheorie ist Zeit relativ und mit dem Raum zu einer Raumzeit verbunden, wodurch Effekte wie Zeitdilatation möglich sind.

Beispiele: Zerfall radioaktiver Stoffe (exponentielle Abnahme), chemische Reaktionskinetik, Phasenübergänge, Populationsdynamik, Wärmeleitung, neuronale Aktivität, wirtschaftliche Zeitreihen.

Messung und Analyse: Zeit wird durch Uhren gemessen, die SI-Einheit Sekunde; Zeitreihenanalyse, Differentialgleichungen, stochastische Prozesse (Markov-Ketten) dienen der Beschreibung von Zeitprozessen.

Anwendung: Natur- und Ingenieurwissenschaften, Prognose, Planung, Simulationen, Datenanalyse. Zugleich werden philosophische und fundamentale Fragen zu Zeit, Gleichzeitigkeit und dem Pfeil der Zeit in der Wissenschaft diskutiert.