时间的连续性

时间:2023-11-21 17:59:03

恩斯特·波佩尔(Erenst P?ppel):心理学家,神经学家,德国慕尼黑大学人类科学中心创始人之一,著有《大脑的运作》(Mindworks)。

时间的连续性

牛顿的《自然哲学的数学原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)一书是现代科学非常重要的著作之一,不仅对物理学是这样,在哲学和推理基础方面亦是如此。牛顿在注释中给出了如下定义:“绝对的、真实的和数学的时间,由其特性决定,自身均匀地流逝,与一切外在事物无关。”他通过数学公式表达了其中隐含的时间连续性概念,用以形容物理过程等。这一概念几乎从未被人质疑过。

康德也曾含蓄地提到牛顿的时间连续性观念,他在《纯粹理性批判》(Critique of Pure Reason)一,将时间看成“感知的先验形式”。他这样写道:“时间不是一个经验概念。如果时间的表现形式不以先验的基础形式存在,我们就无法感知共存和连续……时间是基于我们所有直觉的表现形式。”

时间连续性也隐含在心理学方面的著作中,例如威廉·詹姆斯在《心理学原理》(The Principles of Psychology)一提到如下内容:

简单地说,我们实际感受到的“现在”不是刀刃,而是有一定宽度的马鞍,我们可以坐在上面,从两个方向观察时间。我们对于时间认知的组成单位是持续的,有船首和船尾,好似开头和结尾……我们所感受到的时间间隔似乎是具有两端的整体。

现在摆在我们面前的观点是“时间在旅行”,也就是说,有限持续时间内的时序区间,正在逐渐通过物理时间(非跳跃性运动),这里再一次提到了时间的连续性。但事实是这样吗?它可以用来理解神经和认知过程吗?

在生物学和心理学中,时间连续性的理论概念通常作为隐含假设或“心照不宣的问题”出现,这一概念是错误的,并且可以从现实世界中生物体处理信息,以克服刺激因素的复杂性和时间不确定性的方式中看出。复杂性的来源之一是刺激物的传导作用,在不同的感官形式中有很大不同,比如听觉系统中的传导速度不到1毫秒,而在视觉系统中则大于20毫秒。所以,听觉和视觉信号到达大脑中枢系统的时间不同。

视觉系统中传导时间受通量影响,通量小的表面比受体表面需要更多的传导时间,这使得事情变得更为复杂。在观察具有不同亮度区域的物体,或看某人讲话时,视觉模式中活动的时间有效性会有所不同,处理刺激信息时视觉和听觉模式中的活动也不同,这些都是我们必须克服的。对于多感觉整合,除了要考虑生物物理学问题,还要考虑物理问题。由于我们无法提前确定与所要感知物体间的距离,所以声速变成了关键因素。

在光学条件最优化的情况下,距离物体为10~12米时,视网膜上的传导时间与声音到达听者的时间相同。在这一“共时性范围”之内,听觉信息比视觉信息传播快,而超过这一范围时则相反。所以,在两种感知模式下,必有某种机制用以克服信息时间的不确定性。怎么解决这一问题呢?最好的方法就是让大脑脱离连续的信息加工模式。

的确,大脑通过创造不受“牛顿时间”影响的系统状态(可能利用神经元的振荡),从而产生特殊的机制来减少复杂性和时间不确定性。实验证据表明,在这种系统状态中,可以对时间和空间分布的信息进行整合。这些状态“不受时间影响”,因为在它们内部处理的刺激物的前后关系不明确,或者说无法确定。这一生物学陷阱表明,时间不是连续流动的,而是从某一非时间系统状态跳至下一状态的。