



对于习惯用人类的尺度来衡量时间的我们来说,千分之一秒几乎等于零。这种细小的时间间隔也只是最近才出现在我们的实践中的。在人们还是根据太阳的高度或阴影的长度来确定时间的年代,即使想把时间精确到分钟也是不可能的(图3);人们认为一分钟太微不足道,不值得去测量。古代人过着如此悠闲的生活,以至于他的时钟——日晷、滴漏、沙漏——都没有特定的分钟单位(图4、图5)。直到18世纪初,表盘上才出现了分针。而从19世纪初开始,才出现了秒针。
图3 通过太阳在天空中的位置(左)和阴影的长度(右)来确定一天中的时间
图4 古代使用的水钟
图5 老式怀表
千分之一秒内能发生什么?那可太多了!火车在这段时间内只能移动3厘米,而声音已经可以传播33厘米,飞机大约可以飞半米远;地球可以在千分之一秒绕太阳转30米,而光可以穿越300千米。
如果我们周围的微小生物会思考的话,它们可能不会认为千分之一秒是无足轻重的时间。例如,对于昆虫来说,这个时间值是完全可以感觉到的。蚊子在一秒钟内可以拍打500—600次翅膀;这意味着在千分之一秒内,它能够把翅膀抬起来或放下。
人不能像昆虫那样快速地移动肢体。我们能做的最快的运动就是眨眼睛,“一眨眼”或“一瞬间”,便是这些词的原始意义。眨眼动作如此之快,以至于我们甚至没有注意到视野的暂时性遮蔽。然而,很少有人知道,如果以千分之一秒来衡量的话,眨眼这种运动——难以想象的速度的同义词——实际上是相当缓慢的。经过精确的测量我们发现,一个完整的“眨眼”动作,平均2/5秒,即400个千分之一秒。整个眨眼过程可分为以下阶段:眼皮落下(75—90个千分之一秒),落下的眼皮的静止状态(130—170个千分之一秒)和抬起(约170个千分之一秒)。正如您所看到的,字面意义上的“一瞬间”是一个相当明显的间隔,在此期间眼皮甚至有时间休息一下。如果我们能够分别感知持续千分之一秒的印象,我们就会“一瞬间”捕捉到眼皮的两个平稳运动,以及中间休息的间隔。
如果我们的神经系统是这样的结构,我们就会看到周围的世界发生巨大的变化,变得认不出来。英国作家威尔斯
在他的短篇小说《新型加速剂》中描述了那些我们可能会看到的奇怪的画面。故事中的人物喝了一种神奇的药水,这种药水可以作用于人的神经系统,使其感官对快速的现象敏感。
以下是故事中的一些例子:
“您见过这样挂在窗户上的窗帘吗?”
我朝着窗帘望去,发现窗帘似乎凝固了,它的一角像是被风吹起来了,而没有落下来。
“从来没有见过,”我说,“真奇怪!”
“这个呢?”他说着,伸开了拿着玻璃杯的手指。
我原以为杯子会掉下来摔碎,但它甚至都没有移动,一动不动地悬在了空中。
“当然,您知道,”吉伯恩说,“自由落体的物体第一秒钟会下降5米。杯子现在正以5米的速度落下,但您明白,还没有过去百分之一秒的时间。[需要注意,物体坠落的第一个百分之一秒,下降的不是5米的百分之一,而是5米的万分之一(根据公式 s = gt 2 /2),即0.5毫米,而在它坠落的第一个千分之一秒——只有0.005毫米。]这能让您认识到我的‘加速剂’的强大力量。”
杯子慢慢地落下了。吉伯恩用手在杯子上面和下面来回绕……
我看向窗外。一个静止不动的骑自行车的人在追赶一辆同样一动不动的四轮轻便马车,身后扬起一团凝固的尘土。
……我们的注意力被一辆像完全石化了一样的公共马车所吸引。车轮的顶部、马腿、马鞭的末梢和车夫的下颌(他刚刚开始打哈欠)——所有这些物体虽然动作很慢,但都在移动着;而其余的部分好像都静止了。坐在那里的人就像雕像一样。
一个人在竭尽全力迎风折叠报纸的那一刻凝固了。但对我们来说,这风是并不存在的。
“从加速剂进入我身体的那一刻起,我所说、所想、所做的一切,对所有其他人和整个宇宙来说,都只是一眨眼的工夫。”
读者可能会想知道,现代科学所能测量的最小时间是多少?早在20世纪初,我们就可以测量出万分之一秒;现在,物理学家在自己的实验室里可以测量出千亿分之一秒。这个间隔与1秒钟相比,大约相当于1秒钟与3000年的比值!