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千分之一秒

对于人类来说,能够感知的最小计时单位恐怕就是“秒”了。但是,还有比“秒”更小的计时单位,比如“千分之一秒”。很多人可能觉得它跟零差不多,但在实际生活中,这么微小的计时单位,却有着广泛的用途。在无法获得精确时间的时代,人们都是靠太阳的高度或阴影的长短来估算时间,根本不可能精确到分钟,更别说精确到“秒”了。

图3 18世纪以前

那时候,人们想象不出来一分钟是什么概念,也不需要知道,因为他们的日子过得很悠闲,所能用的计时工具就是日晷、滴漏、沙漏等,根本没有“分钟”的刻度。直到18世纪初,计时工具才出现指示“分钟”的指针,大约100年后,也就是19世纪初,秒针才诞生。

图4 古代人用的沙漏计时器和怀表,均没有分钟的刻度显示

那么,在千分之一秒的时间里,我们能做什么?可以做很多事!在这点时间里,火车可以前进3厘米左右,声音可以传播33厘米,飞机可以飞出半米远。对于地球来说,它可以围绕着太阳走30米,而光则可以传播300千米。

自然界中生活着许多微小的生物,如果它们也有思想,肯定不会跟我们一样,对千分之一秒抱着“无所谓”的态度。这点时间,昆虫是完全可以感觉到的。蚊子的翅膀每秒钟可以上下拍动500~600次,也就是说,在千分之一秒的时间里,蚊子来得及把翅膀抬起或放下。

人类当然不可能像昆虫那样快速移动自己的肢体。在人类器官的运动中,速度最快的恐怕就是眨眼了,也就是我们平时说的“一瞬间”。这个速度确实很快,快到我们根本察觉不到自己眨眼了,也很少有人会思考这个速度到底有多快。但是,如果用千分之一秒作为计时单位的话,眨眼的速度还是相当慢的。根据精确的测量结果,一次完整的“眨眼”时间平均为0.4秒,也就是千分之一秒的400倍。一次眨眼的动作可分解为以下几个步骤:上眼皮垂下(大约75~90个千分之一秒),上眼皮垂下后静止不动(130~170个千分之一秒),上眼皮抬起(大约170个千分之一秒)。由此可见,“一瞬间”实际上是一个很长的时间了,在这一时间里,眼皮甚至还可以得到短暂的休息。如果我们能感知到千分之一的时间,就能看到“一瞬间”的时间里,我们的眼皮完成了上下两次移动,也能看到在眼皮的两次移动间发生的景象。

如果我们的神经系统具备这样的构造,周围的世界将变得不可想象。这时,我们能看到英国作家威尔斯在短篇小说《新型加速剂》中所描绘的奇怪画面。在书中,作者是这样描述的:主人公无意间喝下了被称为“最新加速剂”的药酒,这种神奇的药酒可以让人的神经系统发生改变,看到速度极快的东西。

关于这一神奇的景象,我们可以从下面摘录的片段中感知一二:

“在此之前,你看到过窗帘这样挂在窗户前吗?”

我随着他的视线朝窗子望去,看到窗帘的下摆停滞在空中,像是被风吹起了一角而没有落下来。

“我从来没有看到过这样的景象,”我说,“好奇怪。”

“还有更奇怪的呢!”他一面说着,一面松开手中的玻璃杯。

我想,杯子肯定会被摔得粉碎,可是杯子却浮在了半空中。

“你肯定知道,”希伯恩说,“物体在自由下落的第一秒,落下的高度是5米,这只杯子下落的距离也是5米。但是你知道吗?现在只过了不到百分之一秒,从这件事上,你就知道‘加速剂’的力量了吧!”

物体在做自由落体运动时,在第一个1秒的百分之一秒里,下落的高度并非是5米的百分之一,而是5米的万分之一,也就是0.5毫米;在第一个千分之一秒里,下落的高度只有0.005毫米。

杯子在缓慢地落下,希伯恩的手就那样在杯子的四周和上下方自由地旋转着。

我向窗外望去,有一个“静止不动”的骑自行车的人,在追赶着一辆同样“静止不动”的四轮马车,骑车人身后扬起一阵“凝固”的尘土。

我们的目光被一辆僵在那儿的马车吸引住了,马车的车轮、马蹄、鞭子,甚至正在打哈欠的车夫的下颚,所有这些,虽然很慢,但确实在运动,而这个笨重的马车上的其他东西却凝固在那里,马车上的人就像石雕一样坐在那里。一个乘客迎着风折起报纸,就在那凝固着,但对我们来说,根本就感觉不到有风。

从那时起,我所谈到的、想到的、做到的这一切,都是“加速剂”在我体内发挥作用的结果。这对于其他人和整个宇宙来说,却只是眨眼睛发生的事。

读者们一定很想知道,现代科学仪器能测量到的最短的时间段是多少?20世纪初的时候,人类就可以测量出万分之一秒的间隔。今天,物理学家们在实验室内,可以测量千亿分之一秒的时间。这是什么概念呢?它相当于1秒钟跟3000年的比值! Ih/grXeHZ+3cbzD2eII0oZSZt/KIy1kgyZcMup4uopjwt0XwjFcq0vzEKCy5HrdB

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