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在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?

已有 965 次阅读 2019-12-2 09:43 |系统分类:科普集锦

在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?


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​时间就像是一个没有空间限制的“轴”,总是让人捉摸不定。


你肯定都有过类似的体验:在恐惧的状态下,似乎觉得时间都慢了。又或者是觉得放假的时间总是过得飞快,而工作日的时间却变得十分漫长。


可明明钟表告诉我们时间是稳步前行的,那为什么我们会有不同的感受?除了人类之外,其他动物又是如何感知时间的?


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?



2013年,一篇发表在《动物行为学》杂志上的论文就明确指出的:不同动物所感知的时间快慢是不同的,因而看到的现象也不同。


相信不少养狗的朋友可能想过,每当主人外出时,独自待在家的狗究竟是不是觉得度日如年呢?答案是会的,因为相比于人类而言,狗的时间流逝得更加缓慢。


而对于微小的苍蝇来说,时间流逝的速度更是比人类慢了四分之一。这也意味着,它们看似短暂的一生其实已经活得相对漫长了。当然也存在着比人类感知时间能力强的动物,比如巨大的棱皮龟的时间流逝速度比人类快了4倍,体验着真·时间如白驹过隙。


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?


棱皮龟


问题来了,科学家是通过什么方法得出这些结论的呢?除了钟表,我们人类对时间的流逝感觉并不敏感。其实在自然界中,任何动物对时间的感知可以通过一个叫临界闪烁融合频率((critical fusion frequency, 下文简称为CFF值)来进行量化比较。


它指的是个体能看到的光闪烁的最大频率,超过此频率则看到闪烁感觉会消失,从而产生稳定光亮的感觉。之所以能用CFF值进行度量,是因为动物的时间感知与它们大脑每秒所能够捕获的画面数量有关。


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?



举个例子,当我们观看一组交替的图片,如果每秒闪烁次数不到60次,你就能够肉眼分辨出这些闪烁的图片。如果超过60次,你的感官就会将这些跳跃的画面融合,看到一组融合的画面。这也意味着,你的一秒钟过去了。此时,我们就能说你的CFF值是60次/秒。


在同一秒钟中,个体接收处理图像的速度越快,对时间的感知越慢。所以在自然界中,物种的CFF值越高,其所感知的时间流逝就越慢。


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?


不同生物感知时间的速度,动图来源:Critical Flicker Fusion Frequency.youtube.com


根据《动物行为学》期刊近期发表的跨物种分析,不同动物的CFF值都有所不同。比如苍蝇的CFF值是240次/秒,松鼠的CFF值是108次/秒,狗的CFF值是80次/秒,人类的CFF值是60次/秒,重达350千克的棱皮龟的CFF值仅为14次/秒。


通过对比分析这些数值发现,小型动物的CFF值一般比大型动物的CFF值高。也就是说,小型动物单位时间里能感知更多的信息,因此它们所体验的时间变化就比大型动物更慢。


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?



看到这里,我们不禁会问为什么动物之间存在如此大的时间感知差异呢?这很可能是出于生存的目的,这种时间维度有利于小型动物逃避大型动物的攻击。当大型动物想要靠近时,小型动物将拥有足够的时间发现它的“慢动作”,并快速逃跑。听起来有些晦涩,不如让我们用生活中的现象来解释。


生活中我们就算再眼疾手快,也很难徒手打死一只苍蝇。这是因为比起人眼,苍蝇的眼睛能分辨出物体在更短时间内的运动。因为它们的CFF数值高达240次/秒,是人类CFF值的4倍。


所以,你以为你出手敏捷的手,其实在苍蝇眼中,慢得就像蜗牛一样。如此一来,它们便有足够的时间逃跑了。


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?


人和苍蝇感知时间的速度,动图来源Critical Flicker Fusion Frequency.youtube.com


另一方面,动物们还能利用时间感知的差异来发送秘密信号。比如萤火虫和许多深海动物会用闪光作信号,而更大也更慢的掠食动物的视觉系统不够快,可能看不懂这些信号,这就为小型动物提供了一条秘密通讯渠道。


不过相应地,像苍蝇这样的小型动物也需要为此消耗更多的能量,因为它们需要在单位时间内尽可能多地捕获画面,并且通过相关的神经元迅速将这些画面传递到大脑。如果缺了必要的能量,它们是无法进行开展工作的。


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可能有人会想,如果一个人的CFF值比其他同伴更高,那么在同伴们看来,他的反应是不是就能快得不可思议?


理论上是有可能的,目前科学认为人类的CFF值可能会有些许的差异,这个假说能帮助解释不同个体间性格、天赋、决策能力和感知能力的差异。但当前的数据还不足以给出一个明确的结论。


在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?



除了测量CFF值外,如今也有许多科学家从日常中遇到的体验来对人类的时间感知进行研究。


比如为什么很多人会觉得年纪越大时间过得越快?其实这背后是有一定的科学依据的,最新研究认为,随着我们年龄的增长,我们的大脑获取和处理图像的速度逐渐减慢,从而导致记忆的时间差异。简单地说,就是大脑成像速度的减慢导致了时间感知的加速。


支持这个理论的依据是婴儿的眼睛比成年人移动的频率高得多,处理图像的速度比成年人快得多,信息整合的也更快。而老年人在同样时间内处理的图像比年轻人少得多。这会导致我们的心理产生变化,认为年老的时间过得更快了。


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又比如在紧张、恐惧、痛苦等情形下,几乎所有人都会觉得时间变慢了,甚至瞬间凝固了?


为了解释这个问题,神经科学家戴维·伊格尔曼(David Eagleman)做了个有趣的实验,他让受试者在游乐场的15层楼高的设备上突然自由落体,最终落到距离地面约30米左右的缓冲网上。


在这段时间内,他要求受试者盯着一个计时器。这个计时器上显示的数字闪烁得比正常速度要快很多。如果时间真的会变慢的话,受试者就能看见腕表上面显示的数字。


结果他们中没有人看到数字,但当询问受试者对时间的反应后发现,他们感知的时间比他们的实际用时2.6秒多了几乎两倍左右。对此,伊格尔曼认为在紧张状态下,所谓“时间变慢”只是对意识的主观加工,而不是真实的感知。简单地说,时间不会为任何人放慢脚步。


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用于实验的跳楼机


不少研究者认为当我们感觉时间过得更慢时,是因为大脑的注意力集中在时间上。为了验证这种猜测,Dartmouth学院的神经科学家Peter Tse做了个实验,他将重复的一张图片和一张特殊的图片交叉放映。


所有的图片停留的时间都是一样的,但是志愿者们却误认为特殊的图片出现的时间更久。神经科学家们称这种现象为奇数效应“oddball effect”。简单地说就是,人们对常见的事物关注得少一些,而对新出现的事物人们会给予更多关注。


科学家们在患有精神分裂症的病人身上做了同样的实验,但并没有出现“oddball effect”,这可能是因为精神分裂症患者难以忽略干扰并且集中注意力。也就是说,每个东西对于他们来说都是一样的。


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另有一些科学家则认为时间感知受情绪影响非常大。比如在日常生活中,美好愉悦的时光总嫌过得太快,而苦闷中度过的时间则会觉得遥遥无期。


尽管我们还没有完全解开时间感知之谜,但有科学家在寻找如何随心所欲控制时间感知的方法了。如今就有研究者发现影响多巴胺系统的娱乐消遣类药物可能会改变我们的时间感知。比如可卡因、咖啡因和尼古丁之类的刺激品能使我们觉得时间过得快,大麻之类的镇静剂则使我们觉得时间过得慢。


倘若有一天寻求到改变我们时间感知的药物,你愿意享用它吗?



在苍蝇“子弹时间”的视角里,它们的一生到底算长还是短?


What Is The Oddball Effect? This Psychological Phenomenon May Explain Why You Perceive Time Differently By GEORGINA LAWTON Sep 7, 2016

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苍蝇眼中的慢动作世界 撰文 Anne Lefèvre-Balleydier 来源:新杂志

【物理科普】时间是什么?揭开时间感知之谜!撰文 | Ivan Amat 翻译 | 冯思桐审校 | 吴非

Critical Flicker Fusion Frequency.youtube.com A short video demonstrating the different speeds at which different creatures experience time.

Days Gone By: Physics Offers Explanation To Why Time Flies As We Get Older November 21, 2019 John Anderer




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