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為(wei) 了擺脫天敵,小動物們(men) 擁有一件秘密武器:它們(men) 眼中的世界始終處於(yu) 慢鏡頭之下。
蒼蠅向來不招人待見;但必須承認,它們(men) 活得也夠慘的。
整日在垃圾堆和各種食物中飛來飛去,兩(liang) 三個(ge) 星期一過,小命也就煙消雲(yun) 散。我們(men) 會(hui) 覺得,相對於(yu) 人類漫長的一生,它們(men) 的壽命似乎十分短暫。
然而在一位年輕的愛爾蘭(lan) 動物學家眼裏,情況也許恰恰相反。對三十多種動物進行研究之後,他發現,小型動物的時間居然過得比大型動物更慢!
凱文·希利(Kevin Healy)是都柏林大學動物學係的一名博士生,他的研究至今已經開展了兩(liang) 個(ge) 年頭。他注意到,人們(men) 對於(yu) 動物的時間感所知甚少。然而這極其重要!要理解這一點,我們(men) 不妨把自己想象成一隻蒼蠅。
試想一下,你的觸角捕獲到濃烈的香甜氣味,嗡嗡嗡,你立刻衝(chong) 向氣味的源頭——果醬。美味啊!你伸出口器預備猛嘬一口。突然,一片陰影出現在了你的頭頂上。那是歹毒的人類,他想要消滅你。他正準備用他的蒼蠅拍以迅雷不及掩耳之勢發動攻擊。但你絕不會(hui) 讓他得逞。
在你的複眼裏,蒼蠅拍的運動就好像慢動作一樣。在它擊中你的背部之前,你有充足的時間發現它,並且逃之夭夭。現在你明白為(wei) 什麽(me) 調慢的時間感有助於(yu) 擺脫攻擊了吧?
但怎麽(me) 才能確定蒼蠅擁有這項能力呢?想要測定動物的時間感並不容易。凱文·希利借鑒了日本神經生物學家羽倉(cang) 信宏(Nobuhiro Hagura)的研究。後者於(yu) 2012年對運動員身上一種常見的現象進行了探討。
事實上,一些專(zhuan) 業(ye) 足球運動員和網球運動員都承認,在他們(men) 觸球的那一霎,他們(men) 通常都會(hui) 覺得時間凝固了,並且看到自己的腳或球拍彷佛就像在慢鏡頭中那樣迎球觸擊。
20世紀60年代,為(wei) 了解釋這個(ge) 現象,誕生了一種理論:我們(men) 的大腦根據來自眼睛、耳朵和其他感覺器官的信息測定時間。一個(ge) 畫麵——嘀,又一個(ge) 畫麵——嗒……如此持續下去:大腦接收到的畫麵越多,感覺上,時間流逝得就越緩慢。因此,大腦的畫麵感知或許直接與(yu) 時間感相關(guan) 。
羽倉(cang) 信宏通過實驗,明確地驗證了這個(ge) 理論。實驗中,他要求學生從(cong) 屏幕上快速閃過的一長串字母中尋找字母A,一旦發現就觸屏示意。那些在發現字母A之前捕獲大量連續圖像的人都非常真切地感受到,時間在這個(ge) 過程中就好像被“拉長”了……當凱文·希利看到羽倉(cang) 的研究成果,他立刻明白自己該怎麽(me) 做了。
汽車從(cong) 我們(men) 的眼前飛速駛過,給我們(men) 留下的視覺印象並不多:對於(yu) 人類來說,汽車疾駛的速度快如閃電。然而,蒼蠅卻擁有足夠的時間記錄下一連串影像。因此從(cong) 蒼蠅的視角來看,汽車的運動可以分解成更多畫麵,或者說,汽車的速度相對地減緩了。
雖然動物無法向我們(men) 訴說它們(men) 對於(yu) 時間長短的感受,但是我們(men) 可以通過一項視覺生理學參數來確定它們(men) 接收視覺信號的快慢:臨(lin) 界融合頻率(CFF)。好吧,這個(ge) 名詞聽起來有些複雜,但測起來卻非常簡單。
試想一下,你待在一個(ge) 迪斯科舞廳裏,一台聚光燈正有節律地閃爍著。如果每秒閃爍次數不到60次,你就能看到這些閃爍。如果超過60次,你的感官就會(hui) 將這些閃爍融合,你就會(hui) 感到聚光燈在持續發光。於(yu) 是我們(men) 可以說你的臨(lin) 界融合頻率是60次/秒。
雖然科學家已測得許多動物的臨(lin) 界融合頻率,但直到目前,他們(men) 在研究中也隻是間接使用過這項參數。
比如,鑒於(yu) 該參數的數值會(hui) 因疲勞而衰減,所以在禽畜飼養(yang) 中,它成了監控禽畜舒適度的一個(ge) 指標。而在凱文之前,任何人都沒想過要用它來作為(wei) 時間感的指標!但是,如果我們(men) 對時間的感知是由到達大腦的畫麵數量控製的話,那麽(me) 臨(lin) 界融合頻率就將是一個(ge) 非常理想的測量參數:一次閃爍帶來的視覺刺激相當於(yu) 一個(ge) 畫麵。通過檢測不同動物的臨(lin) 界融合頻率,凱文有了一個(ge) 大發現。
動物的時間感與(yu) 它們(men) 大腦每秒鍾所能捕獲的畫麵數量有關(guan) 。根據這個(ge) 理論,凱文·希利隻需測量相關(guan) 指標,就能知道每種動物過得快還是慢。為(wei) 了獲取這一數據(以蒼蠅為(wei) 例),研究人員用閃爍的光源對其進行照射,然後通過連在其眼睛上的電極
前文提到,人類每秒鍾最多可以感受到60次閃光,而狗眼能捕捉80次。因此對於(yu) 狗來說,時間似乎流逝得更緩慢。不過和蒼蠅相比,這還算不了什麽(me) :蒼蠅的臨(lin) 界融合頻率可達到250次/秒!既然蒼蠅比狗小,狗比人小,那麽(me) 是否可以認為(wei) 物種的體(ti) 型和它們(men) 的時間感存在直接聯係呢?為(wei) 了盡可能多地獲取數據,凱文仔細閱讀了所有相關(guan) 文獻。從(cong) 鯽魚到人類,他一共記下了三十多種脊椎動物的臨(lin) 界融合頻率及它們(men) 的體(ti) 重。然後為(wei) 了確定其間的關(guan) 聯性,他將這些數據導入電腦程序進行比對。
隨著實驗持續進行,研究人員逐漸加大每秒鍾的閃爍次數,直到波形曲線最終變為(wei) 一條直線 2 。這樣,研究人員就能準確獲得其“臨(lin) 界融合頻率”,即個(ge) 體(ti) 每秒鍾所能分辨的最大閃爍次數。物種的臨(lin) 界融合頻率越高,其所感知的時間流逝就越慢。
他猜對了!兩(liang) 者之間存在著明確的關(guan) 聯:動物的體(ti) 重越輕、體(ti) 型越小,它的臨(lin) 界融合頻率就越高。小巧的加利福尼亞(ya) 金背黃鼠(Spermophilus lateralis,一種鬆鼠)體(ti) 重僅(jin) 有200克,它每秒鍾能看到119個(ge) 畫麵;龐大的棱皮龜重達350千克,它每秒鍾隻能看到14個(ge) 畫麵;短耳鴞(一種貓頭鷹)介於(yu) 兩(liang) 者之間,每秒鍾可以看到69個(ge) 畫麵。
而且凱文認為(wei) ,時間感的差異並非無緣無故:鬆鼠作為(wei) 齧齒動物,時間在它的眼裏流逝得比貓頭鷹(以齧齒動物為(wei) 食)更慢,更有利於(yu) 它在天敵追擊中逃脫。換言之,由於(yu) 貓頭鷹以“慢動作”靠近,鬆鼠將擁有足夠的時間發現它,並開足馬力逃跑。
動物的體(ti) 型越小,其時間感就越是偏慢。在重達350千克的巨大棱皮龜眼中,時間流逝有如白駒過隙,比人類所感知的時間快4倍。相反,對於(yu) 鬆鼠和蒼蠅來說,時間會(hui) 被拉長。人類眼裏的一秒鍾是鬆鼠的兩(liang) 秒鍾,更是蒼蠅的4秒鍾!
然而相對地,鬆鼠也需要為(wei) 此付出許多能量……為(wei) 了盡可能多地捕獲畫麵,並將這些畫麵迅速傳(chuan) 遞到大腦,個(ge) 體(ti) 必須動員整個(ge) 視覺感受係統,從(cong) 視網膜到大腦的視覺中樞。而缺了必要的能量,相關(guan) 神經元就無法開展工作。
仔細分析了各種動物的能量消耗之後,凱文發現,大型動物比小型動物更節能:即使在休息的時候,加利福尼亞(ya) 金背黃鼠耗費的能量也比棱皮龜多出將近8倍!如果動物很輕很小,那麽(me) 將盡可能多的能量投入視覺係統能獲得更有價(jia) 值的回報。
相反,如果動物很笨重,那麽(me) 將能量優(you) 先提供給大腦的信息分析部門以指導行動將是更好的選擇。就好像獅子,如果它能夠想出好辦法悄無聲息地接近一隻瞪羚,而不是嚐試去發現暴露獵物逃跑意圖的細微動作,那它就更有機會(hui) 飽餐一頓……
可這一理論對人類也適用嗎?那又如何解釋我們(men) 的時間感會(hui) 隨著年齡和環境的變化而變化呢?在課堂上,一小時顯得如此之長,在玩遊戲的時候,一小時又顯得如此之短!“別急,”凱文·希利回答,“這方麵的研究才剛剛開始……”
來源:新發現雜誌
撰文 Anne Lefèvre-Balleydier
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