“时间”是一个物理量,如果不考虑神奇的相对论效应,那么一秒钟、一分钟的长短总是一定的,并不会因为人的感觉而发生变化。但是对于某一个具体的人而言,时间又是一种可以“感知”的东西,你通过自己的五官去体验周围环境的变化,从而对时间的长短有一个感性的判断。
不同生物眼中时间的流逝速度一样吗?
先不去谈物理上的时间,而去考虑我们自身所“感知”的时间,就会发现有些时候因为自己沉醉于某些事情,时间一眨眼就过去了,有些时候又因为自己精力高度集中,感觉自己干了很久的活儿但是实际上却没过去多久,再比如说像喝醉酒的人也会发现时间的流逝好像不对了,周围的物体运动速度好像时快时慢的。
以上这些其实都是因为我们感觉上的时间发生了变化,而影响的主要因素就是神经系统对外界变化的感知能力。如果说人类中的不同个体之间身体的差异很小,所以正常情况下我们对于时间的感知相差不多,那么跟我们的身体构造有着极大差别的动物呢?他们眼中的时间跟我们是一样地在流逝吗?
▲狗眼中的世界时间流逝跟我们一样吗?▲
我们怎么判断个体对于时间的感觉?
按理来说,一个人的感觉另一个人是没有办法等效地感受到的,只能够通过这个人的语言来描述,但是听的那个人还是不能直接体会,所以说一个人对于时间流逝速度的感知很难衡量,就更加不用说那些不会开口说话的动物了。
为了客观地衡量不同的生物个体对于时间的感觉,科学家提出了一个概念:闪烁融合阈值。
不要看这个名字很怪异,实际上原理很简单。我们用下面这张图来举例(图片来自于论文[1])。某个生物个体被放置在两个LED灯泡前,两个灯泡是交替亮起的,而且交替的方式很特别:我们把一秒钟分成N份,然后有一个灯亮1/N秒,另一个灯亮1-1/N秒。
▲测量闪烁融合阈值▲
一开始N比较小,比如说N=3,那么这样我们就会看到一个灯亮1/3秒,另一个灯亮2/3秒,这样我们就能够看出来这是两个灯在交替闪烁。但是当N变得足够大的时候,我们就再也看不见那个只亮1/N秒的灯亮起。而看得到、看不到两个灯在交替闪烁有一个中间值N,这个值就是所谓的“闪烁融合阈值”。
如果这个N值越大,就代表我们的整个神经系统能够捕捉到周围环境更加细小的变动——这就是所谓的神经反应上的“时间分辨率”。时间分辨率越高,在我们的感觉世界里,时间就变得越慢。
比如说一辆车以100米每秒的速度从一米外撞过来,到自己的跟前只需要一秒钟的时间。对于一个N=1的生物而言,就是这个车一下子到了跟前把自己撞倒了;而在一个N=10的生物眼里,这辆车先是在距离自己0.9米的地方出现了一下,然后是0.8米、0.7米……最后才到了自己的跟前,这比较于N=1的生物就相当于放了10倍的慢动作。
▲更高的闪烁融合阈值会让人觉得这是慢动作▲
不同生物的闪烁融合阈值是多少?
通过统计过去科学研究中测量得到的不同生物的闪烁融合阈值,一位来自爱尔兰的科学家绘制出了下面这张图[2]。
▲不同生物的闪烁融合阈值▲
从这张图里面我们可以看出来,人类大概是60Hz,狗是75Hz,鸽子为100Hz,而苍蝇居然可以高达250Hz。所以你知道为什么你打苍蝇打不到了吧?因为对于它们来说,人类的行动就像是慢动作一样,他们有充足的反应时间来应对我们的打击。
而且这位科学家也分析了超过35中生物的闪烁融合阈值和动物体形之间的关系,最后得出来一个结论:一般来说,生物的体形越小,那么他们眼中的世界是越慢的。这个结论也基本符合我们平时对这个世界的认知。
总结一下
由于不同生物的神经系统差别很大,所以他们对环境变化的敏感程度也不一样。敏感程度越高,他们越是能够捕捉到环境中的细小变化,而在他们眼中,时间的流逝速度也就越慢。
而为了量化不同生物对于时间的“感受”,科学家使用了“闪烁融合阈值”这个参数。而通过这个参数我们知道,动物眼中的世界时间的流逝速度跟我们完全不同,尤其是对于那些体形极小的动物,在他们的眼中我们这些大型生物都是移动缓慢的巨人。
参考文献
[1] Nomura Y, Ikuta S, Yokota S, et al. Evaluation of critical flicker-fusion frequency measurement methods using a touchscreen-based visual temporal discrimination task in the behaving mouse[J]. Neuroscience research, 2019, 148: 28-33.
[2] Healy K, McNally L, Ruxton G D, et al. Metabolic rate and body size are linked with perception of temporal information[J]. Animal Behaviour, 2013, 86(4): 685-696.