千分之一秒我们能够做些什么呢

时间:2024-11-29 14:08:05

对于我们人类来说,能够感知的最小计时单位可能就是“秒”了,但是,还有比“秒”更小的计时单位,比如说“千分之一秒”。我们经常认为它跟零差不多,但是在实际生活中,这么微小的计时单位,应用却很广泛。在没有办法获得精确时间的年代,我们只能利用太阳的高度或阴影的长短判断大概的时间,想要精确到分钟根本不可能(图),更不要说精确到“秒”了。那时,人类根本想象不到一分钟是个什么概念,也不需要知道一分钟能做什么,人类的生活不需要精确到分钟,生活很悠闲,他们的计时工具只有日晷、滴漏、沙漏等,这些计时工具根本没有“分钟”的刻度(图)。18世纪初,计时工具上出现了指示“分钟”的指针,大约100年之后,也就是19世纪初,才出现了秒针。

千分之一秒我们能够做些什么呢

图 在18世纪之前,人们都是根据太阳的高度(左)或者影子的长度(右)来判断时间的。

千分之一秒我们能够做些什么呢

图 a图是古代人用的滴漏计时器,b图是怀表。这两种计时工具都没有分钟的刻度显示。

那么,说了这么多,在千分之一秒这么短的时间里,我们到底能够做些什么呢?实际上,可以做的事情有很多。对于火车来说,这点儿时间算不上什么,也就只能走3厘米,但是对于声音来说,却可以走33厘米,超音速飞机则可以走大约50厘米。对于地球来说,它可以围绕太阳走30米。而对于光,在千分之一秒的时间里,它可以走300千米。

在自然界,我们周围生活着很多微小生物,如果它们也会思想,肯定不会跟我们一样,抱着“无所谓”的态度。对于千分之一秒的时间,它们完全可以觉察得到。比如,在一秒钟的时间里,蚊子的翅膀上下振动的次数达到500次~600次,也就是说,在千分之一秒的时间里,它可以把翅膀抬起或者放下超过一次。

作为人类来说,任何器官的运动速度,根本不可能像昆虫那样快。在人类器官的运动中眨眼是速度最快的运动,就是我们常说的“转瞬”或者“一瞬”,这个速度确实很快,快到我们根本察觉不到自己眨眼了。对很多人来说,可能根本就没有思考过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来量算,这个“转瞬”却进行得非常慢。曾经有人做过测量,“一瞬”大约是0.4秒,也就是千分之一秒的400倍。在这一时间里,共完成了这样几个动作:上眼皮垂下(大约75个~90个千分之一秒),上眼皮垂下然后静止不动(大约130个~170个千分之一秒),上眼皮抬起(大约170个千分之一秒)。从这里可以看出,“一瞬”的时间其实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。从另一个意义上说,如果我们能够感知到千分之一秒的时间,就可以看到在“一瞬”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之间发生的景象了。

神经系统的特殊构造决定了我们无法感知到千分之一秒的时间里发生的事情,如果可以,我们周围的一切将变得不可想象。作家 乔治·威尔斯 曾经写过一篇小说《时间机器》。在书里,作者对这一景象进行了生动的描写刻画。小说的主人公无意间喝下了一种被称作“最新加速剂”的药酒。这种神奇的药酒可以使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小说里感知一二:

“在这之前,你是否看见过窗帘像这样牢牢地贴在窗子上?”

我向窗帘望去,仿佛看到窗帘冻僵了一样,它的一角被风卷起来后,就那样始终保留着卷起来的样子。

“我从没有看到过这样的景象,”我说,“真奇怪!”

“还有更奇怪的呢?”他一面说着,一面松开手中的玻璃杯。

我想,杯子肯定会摔碎的,但是奇怪的是,杯子就那样一动不动地停在半空中。

“你肯定知道,”希伯恩说,“物体在自由下落的时候,第一个1秒里,它的下落高度是5米,这只杯子下落的距离也是5米。但是,你知道么,现在只过去了不到 百分之一秒 ,从这件事情上,你可以更进一步地感受到‘加速剂’的神奇功效。”

玻璃杯在慢慢地下落,希伯恩的手就那样在杯子的四周和上下方自由旋转着……

我向窗外望去,一个人骑着自行车,在追赶一辆汽车,自行车僵在那儿,汽车也一动不动,车后弥漫着同样僵化的卷起的尘土……突然,我的目光被一辆僵在那儿的马车吸引了过去,马车的车轮、马蹄、鞭子,甚至正在打呵欠的车夫的下颚,运行的轨迹都尽收眼底,动作很慢、很清晰;坐在车上的人就像石膏像一般,完全僵在那儿…… 一个乘客在迎着风折起报纸,就那样僵在那儿,但是,我知道,根本就没有风。

……刚才我谈到、想到和做到的这一切,都是“加速剂”在我体内发挥作用的结果。

对于浩瀚的宇宙来说,这些都是一瞬间发生的事。

读者一定很想知道,现在我们有那么多高度精密的科学仪器,它们能够测量的最短时间是多少呢?20世纪初的时候,人类就可以利用仪器测量万分之一秒的时间。现在,人类甚至可以测量千亿分之一秒的时间,这一数值是在实验室里得到的。这一数值是个什么概念呢?这一数值约等于1秒钟和3000年的比值!