千钧一发时,大脑慢动作

2020-03-22 16:29:14 2点赞 5收藏 1评论

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没有什么能比危机来临的时刻更能赢得大脑的关注了。鼎鼎大名的记者兼评论员约翰·霍肯伯里(John Hockenberry)说,他大约在四十年前经历过这种瞬间。即使到了今天,那个瞬间仍然历历在目,常常浮现在他的脑海中。按照他的话说,就跟回放慢动作一样。

在2014年六月初举办于纽约的世界科学节上,霍肯伯里发起了关于时间知觉的专题讨论。他在轮椅上回忆道:“大约38年前,我乘车在宾夕法尼亚州的一条公路上。当时我正在车后排睡觉。我醒过来后发现司机也睡着了。车子正在偏离公路。坐在旁边的乘客看上去好像是慢慢地越过司机,抓住方向盘,用尽全身力气往回转,然后车子开始向右侧偏离。之后,我们慢慢地撞上了防护栏,车子在空中翻转,我直觉感受到我的人生即将发生变化。”


— Eunho Lee— Eunho Lee

已经退休的消防队长理查德·加萨韦(Richard Gasaway)把这种明显时间减慢的行为称作“神经性时间扭曲”(tachypsychia),大致上可以理解为“快速意识”。为了研究“态势感知”(situational awareness)、撰写博客、以及发表演讲,加萨韦进行了上百次的采访。从中,他得出“这种现象折磨着很多急救人员”。加萨韦认为自己也亲身经历过“神经性时间扭曲”。这让他更加相信这个现象是总体应激反应中的一部分。他说,对于急救人员而言,这是种危险的现象,因为它能够歪曲我们的态势感知,影响我们做出决定的过程。

但是,神经性时间扭曲究竟是事实还是一种错觉?贝勒医学院的大卫·伊格曼(David Eagleman)为了解答这个疑问进行了一场实验。他与同事们发明了一个形似手表的“感知秒表”。这个秒表来回显示红色数字以及它们的负像(发亮的红色背景以及不发亮的数字)*。秒表来回显示的速度超过了图像的临界融合频率(critical fusion frequency, CFF),也就是指在来回切换中能融合显现出统一图像的阈值。伊格曼假设,如果他可以让在人们看秒表的时候被吓到,他们的CFF就会突增,进入到慢动作感知模式。这样一来,他们就能瞬时看见秒表上的数字了。

*译者注:秒表来回切换两种画面,一是数字发红光,背景不发光;二是同样的数字,但是数字不发光,背景发红光。



时间并没有变慢

为了进行这个实验,伊格曼带领着20个人来到位于达拉斯市的零重力游乐场。他把这些参与者带到一个名为“空心灌篮”16层楼高的蹦极设施上,让他们带着秒表从31米高的地方自由落体,直到落至网上。这些参与者们需要在他们2.5秒的惊心迫降中留心观察秒表。有一名参与者全程闭眼,所以她没有提供任何数据。

千钧一发时,大脑慢动作

其他参与者的数据明确地说明:没有人在下落过程中看得见数字。不过,当他们在估计自己下落时间的时候(脑海中回忆的同时手上用秒表来记录时间),他们所估计的平均时间比那些看着他们自由落体的旁人所估计的要长于三分之一。伊格曼总结,在这种折磨人的情况下,主观上将时间放慢的经历是一种记忆的加工品,并不是对于时间的真实感知。总之,时间对任何人而言都并没有变慢。伊格曼解释道:“在正常情况下,大部分经过感觉中枢的东西你都会忘记。但是在危及生命的情况下,所有的事情都被记录了下 来,保存在记忆里。”他继续说道,因为大脑不习惯这种高信息密度的记忆,“它会理解为这一切事情肯定都是缓慢发生的。”[1]

—  Noma Bar—  Noma Bar

不过,万一有实验对象并不是受到“危机将至”的影响,而是有着某种精神或者认知上的缺陷呢?伊格曼与同事们让患有精神分裂症与对照组的实验对象,从一系列快速闪动的屏幕上识别出刺激(例如字母、图片、和人脸)。伊格曼说,结果显示“一次对你而言长达100毫秒的频闪,对于精神分裂患者而言可能长达120毫秒”。他推测,这20%在感觉水平上的差别能够掩饰高认知能力上的时间絮乱。比方说,这会使一个人常规性自言自语的对话变得难以描绘。伊格曼表示,在这种情况下,精神分裂症患者经常听到的声音,很可能就是因为他们主观上去尝试理解时间絮乱的体验。[2]

根据发表在《动物行为》(Animal Behavior)上的一项跨物种分析报告,人类有限的临界融合频率表示着人类属于包含了动物界中众多动物的更大范围的群组。人类平均的CFF是60频闪每秒,这也就是为什么电视的频闪速度会等于或者高于这个频率。在动物界,CFF可以低至海蟾蜍(Bufo marinus)的6.7,也可以高至地松鼠的108或者是普通绿头苍蝇的240。普遍而言,新陈代谢速度越高或者体积越小的动物,就拥有越高的CFF。[3]


CFF差异的奇妙之处

这些具有差异性的CFF值,看上去能够提供一些奇妙的解释。怪不得苍蝇会那么容易逃过你的手。高达240的CFF使得它们能够在糖浆里奋力前进时,看清你向着它挥去的手。那么鸟类在错综复杂的植被里上演的航空特技呢?CFF有100的它们很可能在视觉上就用超人的速度环顾了周围环境,所以它们才能够在空中做出更快速的调整。

有证据显示,这种时间方面的因素对于地球上的生态竞争很关键。那篇发表在《动物行为》上文章的其中一位作者安德鲁·杰克森 (Andrew Jackson),同时也是都柏林圣三一学院的动物学家。他说:“时间感知可能是一个在生态位区分上十分重要,却又被忽视了的指标。” 例如,在捕捉乌贼时,冷血的剑鱼会让温血涌入眼睛以增加自己的CFF值。杰克森说:“当它们想在深海冷水处捕捉行动相对缓慢的乌贼时,这个能力想必是给它们了一个巨大的优势。这样来看,剑鱼像是另一个时空来的访问者……乌贼存活下来的概率很小。”人类并不能用这种使温血进入眼睛或者大脑的做法来增加CFF值。这么做就像是加热人体组织让它们进入高热的范畴, 拆散蛋白质、逼迫细胞自杀。  

千钧一发时,大脑慢动作

话虽如此,杰克森相信人们的CFF可能稍有不同,这也可以帮助我们解释性格、才能、选择和感知上的不同。他说:“如果一个人的CFF高于其他组员,那么他实际上拥有着能够快速反应的潜力,而这种速度对于其他组员们却是难以置信的。我想知道这是否能够解释这种现象:有时踢足球时你技高一筹,可以很轻松地过人。你会感觉这场球对你而言很慢。”   杰克森手头上待研究的事项,都是一些关于人们天生不同的临界融合频率,以及人们的CFF在不同情况下如何变化的研究。他 说:“最有趣的是这些差别是否能够对我们的生活产生影响。”  


—  BIG MOUTH—  BIG MOUTH

杰克森正在申请经费来研究这些问题。他说,如果钱不是问题,他很想招募像李小龙和勒布朗·詹姆斯的快动作狂热者,因为我们可以相信他们超乎常人的CFF在其惊人的武艺上发挥了作用。关于CFF与认知之间可能存在的联系,杰克森说他对低CFF人士能否注意到面部表情之类的微妙线索很感兴趣。杰克森还想探讨另一件事:我们是否可以为了提高体育表现或者帮助治疗时间性的障碍,来训练人们来提高他们的CFF。  

研究人员告诫,目前我们手里少量的数据还不足以确定CFF与主观时间感知之间的联系,更别说在人类身上得出任何关于CFF的结论了。但是动物与动物、普通人与精神疾病患者之间CFF的差异,以及对于时间的主观经历,留给我们一个值得思考的问题:会有人像剑鱼一样生活在另外一个时间维度里吗?  



参考文献

[1] Stetson, C., Fiesta, M.P., & Eagleman, D.M. Does time really slow down during a frightening event? PLoS One 2, e1295 (2007).

[2] Parsons, B.D., et al. Lengthened temporal integration in schizophrenia. Neuropsychologia 51, 372–376 (2013).

[3] Healy, K., McNally, L., Ruxton, G.D., Cooper, N., & Jackson, A.L. Metabolic rate and body size are linked with perception of temporal information. Animal Behaviour 86, 685-696 (2013).

翻译:Anna Wen

审校:曹安洁

排版:弗西西

http://nautil.us/issue/19/illusions/when-bad-things-happen-in-slow-motion? u

Ivan AmatoIvan Amato

作者介绍:居住在马里兰州西尔弗斯普的科学与科技作家。他是D.C.科学咖啡馆的经营者。 


   

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