科技新時(shí)代雜志封面
為了弄明白為什么當(dāng)人面對(duì)可能危及生命的險(xiǎn)境時(shí)會(huì)感覺(jué)時(shí)間變慢了，我們的記者在達(dá)拉斯的零重力驚悚游樂(lè)園里被從15樓的高度扔了下去。
從頂部起跳到落 在網(wǎng)子上，下落45米的整個(gè)過(guò)程只需要2.6秒鐘。但大多數(shù)人都說(shuō)他們感覺(jué)時(shí)間持續(xù)了4秒以上
理解大腦對(duì)時(shí)間流逝的感知將幫助我們找到治療精神疾病的方法。但對(duì)時(shí)間的感知卻是很難度量的，為了解決這個(gè)難題，科學(xué)家想出了一個(gè)古怪的辦法：讓人從45米高處自由落體，看他們的大腦是如何切換到慢動(dòng)作模式的。
我被結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)地捆綁起來(lái)，吊到了45米的空中。4根巨大的鋼梁支撐著我的重量，現(xiàn)在，在方圓幾千米的范圍內(nèi)，數(shù)我站得最高。我正準(zhǔn)備成為科學(xué)史上運(yùn)動(dòng)得最快的人，卻實(shí)在難以抑制住胃里的早餐不斷向上翻涌的沖動(dòng)。
位于達(dá)拉斯的零重力驚悚游樂(lè)園里的這臺(tái)游樂(lè)設(shè)施的正式名稱是“懸掛空中飛人”，但這里的工作人員通常稱之為“一張網(wǎng)”。因?yàn)楫?dāng)操作員松開(kāi)我身上的繩索時(shí)，我便會(huì)無(wú)牽無(wú)掛地開(kāi)始自由下落，直到最后落到下面那張經(jīng)過(guò)改裝的馬戲團(tuán)保險(xiǎn)網(wǎng)上?？膳碌淖杂陕潴w過(guò)程總共持續(xù)了不到3秒鐘，但對(duì)我來(lái)說(shuō)，感覺(jué)卻要漫長(zhǎng)得多。而這，正是此項(xiàng)試驗(yàn)的關(guān)鍵所在。
對(duì)大腦對(duì)時(shí)間流逝的感知的研究已經(jīng)不再僅僅是哲學(xué)家的課題了。在過(guò)去幾十年中，醫(yī)學(xué)掃描和電腦分析技術(shù)的進(jìn)步讓科學(xué)家已經(jīng)能夠以毫秒為單位來(lái)監(jiān)控大腦的活動(dòng)。探明大腦如何處理與時(shí)間相關(guān)的信息，將有助于揭開(kāi)一些精神疾病的成因。但一些最基礎(chǔ)的問(wèn)題仍然困擾著研究人員，特別是對(duì)所謂“時(shí)間膨脹”的解釋——這個(gè)理論認(rèn)為當(dāng)生命遇到威脅時(shí)，人就會(huì)感覺(jué)時(shí)間放慢了腳步。我所進(jìn)行的這次自由落體試驗(yàn)，就是美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家大衛(wèi)•依格曼為解決這個(gè)問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一組試驗(yàn)中的最后一項(xiàng)內(nèi)容。
在我的手腕上戴著一個(gè)感知計(jì)時(shí)器——基本上它就是兩塊LED屏幕，每塊屏幕上都不斷隨機(jī)閃爍著從1~9的數(shù)字。在我被吊起之前，這個(gè)計(jì)時(shí)器的數(shù)字切換速度被設(shè)定為我剛好無(wú)法清楚地讀出上面的數(shù)字。如果依格曼的理論是正確的，也就是在遇到危險(xiǎn)時(shí)大腦對(duì)時(shí)間的感知會(huì)減慢，那么我就應(yīng)該能夠以一種慢動(dòng)作的狀態(tài)看清上面的數(shù)字，就像是電影《黑客帝國(guó)》里面的主角可以看到飛行的子彈一樣。不過(guò)前提是，我要始終睜開(kāi)我的雙眼。
大腦中的時(shí)間旅行
最近幾年，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，我們?cè)诿刻?4小時(shí)中有規(guī)律的睡眠/醒來(lái)的生理節(jié)奏，是由約1萬(wàn)個(gè)大腦細(xì)胞所組成的視交叉上核神經(jīng)元負(fù)責(zé)控制的。而依格曼的研究焦點(diǎn)，是要確切地找出其中的每一時(shí)刻都發(fā)生了什么。他設(shè)在貝勒醫(yī)學(xué)院的感知與行為實(shí)驗(yàn)室，也是目前惟一專注于通過(guò)試驗(yàn)獲得關(guān)于人們對(duì)時(shí)間感知的可靠數(shù)據(jù)的研究機(jī)構(gòu)。
依格曼是從視覺(jué)開(kāi)始他的研究生涯的，2000年，他對(duì)“閃爍滯后效應(yīng)”產(chǎn)生了興趣，科學(xué)家對(duì)這種視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象一直沒(méi)有找到滿意的解釋。在電腦屏幕上，一個(gè)中間是藍(lán)色的圓圈圍繞一個(gè)固定的點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，每過(guò)一會(huì)兒，圓圈中央的藍(lán)色部分就在幾分之一秒的時(shí)間內(nèi)變成白色。有時(shí)候，你會(huì)感覺(jué)這些不停做圓周運(yùn)動(dòng)的白色和藍(lán)色的圓圈看上去仿佛是重合在了一起。在對(duì)數(shù)十名學(xué)生進(jìn)行了這項(xiàng)試驗(yàn)之后，依格曼認(rèn)為這可能是一種時(shí)間錯(cuò)覺(jué)，受到欺騙的其實(shí)是你的大腦，而不是眼睛：為了解釋短暫閃現(xiàn)出的白色，大腦會(huì)提前假想出藍(lán)色將在幾毫秒后出現(xiàn)的位置，并將它與進(jìn)入你的意識(shí)中的實(shí)際視覺(jué)感受疊加在一起。這是第一個(gè)證據(jù)，它能證明我們對(duì)時(shí)間的感知，并不能完全準(zhǔn)確地反映我們認(rèn)為是“現(xiàn)在”的這一時(shí)刻所發(fā)生的事。
在我從空中跳下的前一天，我造訪了依格曼的實(shí)驗(yàn)室，想要親身體驗(yàn)一些他所說(shuō)的時(shí)間錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象。依格曼現(xiàn)年38歲，但看起來(lái)至少要比實(shí)際年齡年輕10歲。他留著棕色的短發(fā)，身材像運(yùn)動(dòng)員一樣健壯，待人和藹可親。他2009年的著作《生命的清單：關(guān)于來(lái)世的40種景象》是本一夜躥紅的暢銷書(shū)。他的實(shí)驗(yàn)室看上去和普通的辦公室沒(méi)什么兩樣，也有一個(gè)個(gè)的小隔斷和咖啡壺之類的東西，最大的特色是墻壁上涂有淡藍(lán)色的易擦涂料，墻上從上到下都寫(xiě)滿了他研究中用到的各種筆記和符號(hào)。不過(guò)，現(xiàn)在我的注意力全都被吸引到了一塊電腦屏幕上，上面顯示著一個(gè)快速變化的綠色方塊。
屏幕上顯示著一個(gè)九宮格，9個(gè)藍(lán)色的方塊整齊地排列在一起，時(shí)不時(shí)地，其中會(huì)有一個(gè)方塊忽然變成綠色。我的任務(wù)就是要點(diǎn)中綠色的方塊。一開(kāi)始，它以一個(gè)比較穩(wěn)定的速度跳動(dòng)，在我點(diǎn)擊鼠標(biāo)之后要等上200毫秒才會(huì)變換到下一個(gè)位置。但過(guò)了一會(huì)兒，變換的速度開(kāi)始改變了，隨著綠色方塊變得越來(lái)越快，我感覺(jué)它似乎在我點(diǎn)中它之前就已經(jīng)跳開(kāi)了。
“這是因?yàn)槟愕拇竽X在不斷校準(zhǔn)時(shí)間間隔。”依格曼解釋說(shuō)，“比如說(shuō)，我們現(xiàn)在用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)去打開(kāi)一盞燈，如果每次按下開(kāi)關(guān)之后都有200毫秒的延遲燈光才會(huì)亮起來(lái)，你的大腦就能識(shí)別出這種固定的模式，并自動(dòng)忽略掉延遲的時(shí)間差。這樣，在你撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的時(shí)候，感覺(jué)就像是燈立刻就亮了起來(lái)。但如果這時(shí)把你放到另一間房子里，那里的燈光就是一按下開(kāi)關(guān)馬上就亮起來(lái)，那么你就會(huì)感覺(jué)好像是在你撥動(dòng)開(kāi)關(guān)之前燈就自己亮了。這是因?yàn)槟愕拇竽X暫時(shí)卡在了先前的思維模式中。”
依格曼讓幾十個(gè)人玩了九宮格的游戲，并同時(shí)用功能性核磁共振掃描儀監(jiān)視他們大腦中的反應(yīng)。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們體驗(yàn)到時(shí)間延遲的時(shí)候，大腦前扣帶回皮層的活動(dòng)就會(huì)明顯增加，而這個(gè)區(qū)域只有在大腦的不同區(qū)域處理相互矛盾的信息時(shí)才會(huì)活躍起來(lái)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能說(shuō)明大腦中存在著至少兩個(gè)不同版本的時(shí)間：一個(gè)主計(jì)時(shí)器告訴你對(duì)“現(xiàn)在”的感知，而另一個(gè)則在不停地對(duì)這種感知進(jìn)行調(diào)整。
重復(fù)進(jìn)行的試驗(yàn)支持了他的結(jié)果，這表明——與語(yǔ)言功能主要由布羅卡區(qū)控制、視覺(jué)主要由枕葉負(fù)責(zé)不同——我們對(duì)時(shí)間的感知并不是由某一個(gè)大腦區(qū)域集中控制的。因此，這一領(lǐng)域中的大多數(shù)科學(xué)家都將工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了大腦中的不同區(qū)域如何相互協(xié)調(diào)才最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。但他們首先要弄明白的是，這套系統(tǒng)是否真的有能力改變解讀數(shù)據(jù)的速度。依格曼記得自己小時(shí)候有一次從屋頂摔下來(lái)時(shí)，時(shí)間似乎變得永無(wú)止境，而不僅僅是一瞬間就過(guò)去了。這讓他想到，將人從高塔上扔下去的方法，或許能夠幫他找到答案。
關(guān)于新鮮感
“3，2，1，去吧！”隨著操作員的倒數(shù)，我落了下去。跳塔的頂端開(kāi)始離我遠(yuǎn)去，我的胃開(kāi)始翻江倒海，里面的東西沖向我的喉嚨，就像依格曼所設(shè)想的，我感覺(jué)到時(shí)間真的變慢了。用盡全部的意志力，我將注意力集中到計(jì)時(shí)器上，盡管我能感覺(jué)到時(shí)間過(guò)得很慢，但上面那些閃爍的數(shù)字還是很難看清。
重重地，我摔到了網(wǎng)子上，沖擊力要比我想象的厲害得多，但至少我的身體還完好無(wú)損。我有點(diǎn)不好意思地向依格曼報(bào)告了自己的感覺(jué)。“和我想的一樣，”他說(shuō)，“又一個(gè)無(wú)效結(jié)果。”在第一輪測(cè)試中，他讓23個(gè)人輪流從空中落下(其中有一個(gè)不算，因?yàn)樗谙侣溥^(guò)程中閉上了眼睛)，每個(gè)測(cè)試者都感覺(jué)到下落的過(guò)程要比實(shí)際時(shí)間持續(xù)得更久——他們估計(jì)的平均時(shí)間大概是4秒，而實(shí)際上只有2.6秒——但他們?cè)谙侣溥^(guò)程中辨別數(shù)字的表現(xiàn)都不比在地面上的時(shí)候更強(qiáng)。他們的大腦好像并沒(méi)有真正意識(shí)到時(shí)間已經(jīng)變慢了。起初，這樣的結(jié)果讓依格曼感到很失望，但他很快意識(shí)到，這個(gè)結(jié)果恰恰說(shuō)明，“時(shí)間膨脹”實(shí)際上是一種記憶錯(cuò)誤的體驗(yàn)。當(dāng)你落下時(shí)，下墜的過(guò)程本身并沒(méi)有變長(zhǎng)，只不過(guò)你記得它好像是變長(zhǎng)了。
不是所有人都同意這個(gè)結(jié)論。達(dá)特茅斯學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家、時(shí)間研究者彼得•賽提出了另一種解釋。進(jìn)化的過(guò)程讓我們的大腦更容易注意到新鮮的事物。比如你在叢林中發(fā)現(xiàn)了一片移動(dòng)的陰影，它可能意味著一頓美餐，或者是你自己將變成別人的美餐——無(wú)論是哪種結(jié)果，這都是最值得引起注意的征兆。“當(dāng)我們提高注意力的時(shí)候，”賽說(shuō)，“大腦每秒鐘就會(huì)處理更多的信息。”這是一種生存策略。當(dāng)我們面對(duì)可能危及生命的情況，比如從45米高空墜落的時(shí)候，你的大腦每秒鐘所處理的信息量也會(huì)比平時(shí)更多，因此它會(huì)重新校準(zhǔn)時(shí)間。就像前面提到的那個(gè)燈光馬上點(diǎn)亮的情況一樣，你的大腦會(huì)被卡在舊的模式中。如果你覺(jué)得大腦處理了平時(shí)用4秒鐘才能處理完的信息量，那么就會(huì)認(rèn)為你的下墜過(guò)程的確持續(xù)了4秒鐘的時(shí)間。
2004年，賽做了一項(xiàng)試驗(yàn)，他在電腦屏幕上反復(fù)調(diào)出同一張照片，然后再在后面加入一張新的照片，就像是：咖啡杯、咖啡杯、花。盡管這些照片在屏幕上停留的時(shí)間其實(shí)都是一樣的，但受試者都報(bào)告說(shuō)新?lián)Q的那張照片持續(xù)的時(shí)間好像要更久一些。賽認(rèn)為這是大腦在接觸新體驗(yàn)的時(shí)候拉長(zhǎng)了時(shí)間。
但如果這是真的，那么在依格曼試驗(yàn)中從空中落下的人，就應(yīng)該能看清計(jì)時(shí)器上以更慢的速度閃爍的數(shù)字才對(duì)啊——只要減慢一點(diǎn)點(diǎn)，他們就應(yīng)該可以看清數(shù)字了。(賽認(rèn)為這是因?yàn)橐暰W(wǎng)膜的速度沒(méi)有快到足以完成對(duì)圖像的處理，與環(huán)境并沒(méi)有關(guān)系；但依格曼反駁說(shuō)，研究表明視網(wǎng)膜處理畫(huà)面的速度能達(dá)到每秒100次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了讀出計(jì)時(shí)器上的數(shù)字所需的反應(yīng)速度。)因此，依格曼對(duì)賽的試驗(yàn)做了一些改變，又重新做了一次。如果說(shuō)引起人的注意是造成這種效果的關(guān)鍵，那么當(dāng)人看到一個(gè)更能引起情緒波動(dòng)的“新鮮事物”——比如一個(gè)人持槍對(duì)著你的照片，其他試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)它要比一朵花更容易引起人的注意——時(shí)，就應(yīng)該感覺(jué)它在屏幕上停留的時(shí)間更久才對(duì)。但試驗(yàn)結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，人們似乎并不覺(jué)得拿槍的人比一朵花更有新鮮感。
為了找到其中的原因，依格曼查閱了關(guān)于大腦在觀看同一幅畫(huà)面時(shí)電活動(dòng)會(huì)減少的研究報(bào)告。“這是一種稱為‘重復(fù)抑制效應(yīng)’的經(jīng)驗(yàn)法則，”他說(shuō)，“在這個(gè)試驗(yàn)中，它是解開(kāi)謎題的關(guān)鍵。”依格曼指出，人們對(duì)花帶來(lái)的新鮮感所做出的反應(yīng)，并非像賽所認(rèn)為的那樣是減慢了時(shí)間；相反，其實(shí)是大腦在之前觀看咖啡杯的照片反復(fù)出現(xiàn)的時(shí)候，提高了反應(yīng)速度——大腦立刻就認(rèn)出了杯子，因此在看杯子時(shí)所消耗的時(shí)間和能量都被減少了。“這是一套完美的系統(tǒng)，大腦知道接下來(lái)會(huì)出現(xiàn)什么，因此不愿花費(fèi)更多的能量去想它。”依格曼說(shuō)，“但在這個(gè)問(wèn)題上，看到反復(fù)出現(xiàn)的畫(huà)面時(shí)減少能量只是個(gè)次要的事例。”
醫(yī)學(xué)中的時(shí)間旅行
讓我們回到現(xiàn)實(shí)世界。這項(xiàng)研究有些很有意思的分支，其中之一就是用它來(lái)找出造成精神疾病的原因。每個(gè)人的大腦中都存在著幾乎是在瞬間就會(huì)閃現(xiàn)出來(lái)的“內(nèi)心獨(dú)白”，或者說(shuō)是自己和自己說(shuō)話。但這其實(shí)是一個(gè)可以分成兩步的過(guò)程：你先在心里發(fā)出一個(gè)聲音，然后再聽(tīng)到它。“對(duì)一般人來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程幾乎是同時(shí)完成的。”依格曼說(shuō)，“但如果這兩個(gè)步驟出現(xiàn)了不同步的情況，那感覺(jué)可能就像是你聽(tīng)到了別人的聲音。”這很有可能就是很多有過(guò)精神分裂體驗(yàn)的人所感受到的幻聽(tīng)癥狀的根源。去年，依格曼對(duì)30名精神分裂癥患者做了插入新照片的那個(gè)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，他們沒(méi)有表現(xiàn)出任何重復(fù)抑制效應(yīng)——對(duì)他們來(lái)說(shuō)，每一次的體驗(yàn)都是同樣新鮮的。“就像我們的大腦在九宮格試驗(yàn)中會(huì)去重新校正時(shí)間的機(jī)制一樣，”他說(shuō)，“我們也可以利用游戲來(lái)校正精神分裂癥患者的大腦，驅(qū)除掉他們的幻聽(tīng)癥狀。”
從事時(shí)間與疾病相關(guān)研究的科羅拉多大學(xué)的心理學(xué)家蒂娜•達(dá)瓦洛斯同意這種觀點(diǎn)。“所謂的‘感覺(jué)門(mén)控’，也就是大腦過(guò)濾掉重復(fù)刺激的過(guò)程，正是精神分裂癥出問(wèn)題的地方所在。”她說(shuō)，“大多數(shù)人都覺(jué)得，可能是他們抑制自己對(duì)重復(fù)刺激的反應(yīng)的能力出現(xiàn)了問(wèn)題，但依格曼的研究把焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)了對(duì)時(shí)間的認(rèn)知功能。”從這個(gè)認(rèn)識(shí)出發(fā)，依格曼正在心理學(xué)家的幫助下設(shè)計(jì)一個(gè)游戲，用來(lái)重新校正病人大腦對(duì)時(shí)間認(rèn)知，他希望能在未來(lái)幾年中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
目前，他還在繼續(xù)研究新的時(shí)間錯(cuò)覺(jué)，希望能利用另一種閃爍滯后現(xiàn)象的研究結(jié)果揭開(kāi)大腦的秘密。盡管他的研究致力于創(chuàng)建度量時(shí)間的科學(xué)方法，但他也不由自主地開(kāi)始思考所有這一切背后的意義。愛(ài)因斯坦說(shuō)時(shí)間是相對(duì)的的時(shí)候曾經(jīng)指出，當(dāng)人在太空船上以光速旅行的時(shí)候，他所體驗(yàn)到的時(shí)間與站在地球上所體驗(yàn)到的是不一樣的。但依格曼發(fā)現(xiàn)的卻是，即使兩個(gè)人并肩站在一起，他們所感受到的時(shí)間也是相對(duì)的。要證明時(shí)間不像我們一直以來(lái)認(rèn)為的那樣是永恒客觀的、每個(gè)人對(duì)時(shí)間流逝的感悟都有自己的根據(jù)，他還有很長(zhǎng)的路要走。“在這項(xiàng)研究中還將發(fā)現(xiàn)些什么？”他說(shuō)，“這個(gè)問(wèn)題讓人充滿了期待。”
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