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不靠谱的时间感

2020-11-30  自然科学...

在感知时间这个问题上,我们经常被大脑欺骗,却还被蒙在鼓里。

为什么当我们在厨房时,炉灶上的水怎么烧都不沸腾?

时间是什么?有些人认为,时间是宇宙的基本结构;也有些人认为,时间只存在于人类的心智中,是人类创造并用来认识世界的工具。虽然人体的生物钟计量着生命的流逝,却无法精确到具体的一分一秒。为什么炉灶上的水几乎总是在我们失去耐心离开后才沸腾?这是因为我们感知到的时间流逝快慢很大程度上由我们自己的情绪或心智状态决定。

别太相信大脑感知到的时间

人的大脑被包裹在颅骨中,它只能通过神经细胞输入的电信号去感知外部世界。而且,大脑在感知时间上经常出错。比如说,当你抬头看钟时,你偶尔会觉得秒针在某一格突然停顿得异常得久,然后继续运行。尽管这一切有违常理,但亲眼所见让你不得不信。

停顿的秒针是一个很著名的认知错觉。造成这种错觉的原因是大脑对视觉信号进行了“脑补”。当人的眼球快速移动时,视觉信号输入会出现一段空白。为了避免眼前一黑,大脑会自动用眼球停止运动时捕捉的画面填补这段空白。这也是为了让人感知到一个连续运转的世界。因此,如果转动眼球用了0.5秒,秒针走1格用了1秒,那么我们感知到的秒针走一格就会长达1.5秒。因为眼球运动会给大脑带来巨大的信息处理任务,所以当人生病时,大脑的信息处理速度下降,就会来不及处理眼球运动——发烧病人只要稍微转动眼球就会感觉头晕。

许多车祸幸存者都提到过这样一种感受:当撞击发生的瞬间,时间仿佛变慢了。除了车祸幸存者,一些棒球运动员也声称在击球的前一刻,球的移动速度会突然大大下降,就好像时间被放慢了一样。这其实是被称为 “时间稀释”的效应:人在紧迫关头会觉得时间放慢,甚至停止。

在时间稀释期间,大脑接受和处理外界信息的速度大大加快,给人造成一种时间流速变慢的感觉。这个过程类似慢镜头:摄影师以每秒1000帧的速度拍下运动物体,再用每秒24帧的速度播放,就能还原出一个个被大大放慢的瞬间。

人脑在感知时间时,甚至会出现时间逆转的错觉。2006年,美国神经学家赛特森设计了一个实验:让几名参与者按下他们面前的按钮。当按下按钮0.25秒后,与按钮相连的闪光灯会亮起。一开始参与者能明显感觉到按下按钮和闪光出现之间的间隔。不过,在重复多次后,参与者开始觉得间隔消失了。更奇怪的是,当间隔被取消后(按下按钮的同时闪光灯亮起),参与者甚至会觉得闪光在按下按钮前就出现了。

因为脑补,所以我们偶尔会感觉秒针停顿了。

当身处紧要关头时,人们会感觉时间的流速大大降低了。

孩子们的一天更长久

你是否有这样的感觉:童年时两个月的暑假似乎十分漫长;长大后,则眨眼间几年时间就过去了,似乎儿童体验到的时间流速比成年人更慢。科学家猜测这是因为年轻的大脑在一天中会接收到更多图像。举个例子,同样是一次逛商场的体验,孩子和大人的感觉是不同的。当孩子们第一次走进商场时,他们的视线会被可爱的卡通雕塑吸引,被店铺颜色鲜艳的LED灯招牌吸引,被促销人员手中的商品吸引……好奇心驱使孩子们东张西望,他们的大脑接受着一波又一波视觉、听觉等感官刺激。而对于成年人,商场这个熟悉的环境会让他们的大脑忽略大量图像。

那么,为什么人年纪越大就会感觉时间过得越快呢?这一方面是因为人年纪越大,周围世界就变得越熟悉,能够引起大脑兴奋活动的体验越少;另一方面是因为人的大脑在衰退。随着人年纪增长,大脑神经元开始退化,神经信号传递不再像年轻时一样快速而高效。同时,衰老会造成输入大脑的信息量减少。2019年,科学家发现,单位时间内,老年人眼球扫视的次数大大低于儿童和年轻人。由于老年人在相同时间里看到更少的新图像,所以他们会感觉时间过得更快。

商场对儿童有巨大的吸引力,他们的大脑会接收到大量的感官信息。这会让他们感知到的时间流逝得比成年人慢。

时间流速 物种有别

科学家测量了不同动物的“临界闪光融合频率”(以下简称融合频率),并发现不同物种对时间流速的感知可能有很大不同。那么,什么是融合频率呢?

假设你的面前有一盏时亮时灭的灯,这盏灯的闪光让你的眼睛很不舒服。此时,你身旁的科学家不断提高灯的闪烁频率,你虽然觉得不适感有所减轻,但灯依然在闪烁。当灯的闪烁频率达到每秒75次时,你会突然发现灯不再闪烁了。于是,科学家测量出了你的融合频率:75赫兹。融合频率越高,单位时间内大脑获得的视觉信息就越多,大脑感知的时间流速越慢。经过测试,科学家发现人类的融合频率为60~90赫兹,而苍蝇为250~400赫兹。两者在融合频率上的悬殊差距解释了为什么苍蝇很难被拍死。因为在苍蝇看来,你举起苍蝇拍到砸下的过程就像慢动作一样,它们当然很容易躲开。

在大象看来,人的动作非常快;但在鸟的眼中,人的动作并不快。这就是不同物种感知时间的差异。

2017年,科学家对34种动物进行融合频率测试。研究结果证实了此前科学家的猜测:体形越大、新陈代谢速度越慢的动物融合频率越低;而体形越小、新陈代谢速度越快的动物融合频率越高。花栗鼠和鸟类这类体形小、新陈代谢速度快的动物的融合频率,比陆龟和鳗鱼这类体形大、新陈代谢速度慢的动物高得多。

如果你只是吃饭睡觉,那么一天很快就过去了。但如果你一边单脚跳,一边学狗叫,同时还在心里记录总共跳了多少次,那么这样忙碌的一分钟会让你觉得过了两分钟甚至更久。科学家发现当人在专注处理复杂问题时,大脑感知到的时间流速会明显变慢,并且,来到陌生环境和学习新技能时也有类似的效果。

俄罗斯诗人帕斯捷尔纳克说过:人不是活一辈子,而是活那么几个瞬间。这句话在现在看来是站得住脚的。例如攀岩、冲浪和激烈竞赛这种极致体验会给大脑带来强烈的感官刺激。当我们老去后回忆过去,我们记住的往往只有这些瞬间。

定义时间

人类在很早以前就学会了使用地球作为工具来定义时间:地球绕太阳旋转造成的四季变换,定义了一年的时间长度;地球的自转运动带来的昼夜交替,定义了一天的时间长度。利用日晷(日晷,是观测日影计时的仪器,主要是根据日影的位置,以指定当时的时辰或刻数,是我国古代较为普遍使用的计时仪器。一天被划分为12个时辰),人们获得了更短的时间长度单位:小时。后来,利用摇摆周期基本保持不变的钟摆,我们将小时进一步分割成分和秒。进入现代,人们发现石英晶体在电作用下会产生规律的脉冲。石英表的出现让人类测量时间的精准度上升到数千分之一秒。今天,人类利用铯等稀有元素产生的周期性振荡来定义时间。目前最先进的原子钟的精度可以达到每150亿年只误差1秒……

时钟这种外部工具能提供一个相对客观的时间流速参考。编译 阎升

文章来源微信公众号:自然科学探索发现

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