Книга: Мозг – повелитель времени
Назад: 9:00 ОПРОСТРАНСТВЛИВАНИЕ ВРЕМЕНИ В ФИЗИКЕ
Дальше: 11:00 МЫСЛЕННЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ ВО ВРЕМЕНИ

10:00
ОПРОСТРАНСТВЛИВАНИЕ ВРЕМЕНИ В НЕЙРОБИОЛОГИИ

Один аспект теории Эйнштейна имел некую аналогию в психологии восприятия времени, по крайней мере, в том, как оно отражается в языке: речь идет о глубокой эквивалентности времени и пространства.
СТИВЕН ПИНКЕР
В 1928 г. Эйнштейн присутствовал на междисциплинарной конференции в Давосе. Одним из участников конференции был маститый швейцарский психолог Жан Пиаже, который революционизировал сферу психологии развития тем, что объяснил механизмы познания детьми таких абстрактных понятий, как количество, пространство и время. По некоторым свидетельствам, упоминая об идеях Пиаже о том, как дети прогрессируют в понимании чисел, пространства и времени, Эйнштейн говорил, что эта теория была «настолько проста, что придумать ее мог только гений».
В книге «Постижение времени ребенком» Пиаже писал: «Эта работа была начата под влиянием нескольких вопросов, заданных Альбертом Эйнштейном более пятнадцати лет назад, когда он председательствовал на первом международном курсе лекций по философии и психологии в Давосе». Один из вопросов звучал так: «Является ли наше интуитивное восприятие времени исходным или производным?» Иными словами, является ли наша концепция времени врожденной или приобретенной? По всей видимости, Эйнштейн задумывался не только о природе времени, но и о том, что мы думаем о времени. А это не менее глубокий вопрос.
ДЕТИ И ВРЕМЯ
Специальная теория относительности Эйнштейна была очень популярна в первые десятилетия XX в. и повлияла на многих ученых, работавших в самых разных областях науки, в том числе, и на Пиаже. Изучая зависимость времени от скорости, Пиаже искал параллели между психологией и физикой: «Я попытаюсь подтвердить гипотезу, что время в психологии зависит от скорости или от движений и их скорости» (имелась в виду скорость перемещения предметов или самих детей).
Чтобы понять, как время отражается в разуме детей, Пиаже просил их выполнять различные простые задания. В одном таком задании он использовал двух игрушечных змей, которые на протяжении нескольких секунд ползли по параллельным траекториям. Например, синяя и желтая змеи начинали двигаться с одной и той же исходной позиции в один и тот же момент времени и останавливались одновременно, но синяя продвигалась дальше, поскольку ползла быстрее. Дети в возрасте от 5 до 6 лет ошибочно сообщали, что змея, проползшая большее расстояние, останавливалась позже.
Исследования Пиаже и многих других ученых после него показывают, что дети начинают постигать время (или хотя бы правильно отвечать на вопросы о длительности событий) только после постижения концепций пространства и скорости. Например, если детям в возрасте от 5 до 9 лет задавать вопросы об игрушечных поездах, движущихся на разные расстояния с разной скоростью и на протяжении разного времени, правильные ответы с наибольшей вероятностью будут получены относительно скорости и дальности, но не времени. Даже дети старшего возраста часто допускают ошибки в вопросах о длительности движения. В одном исследовании 42 % детей в возрасте от 11 до 12 лет пришли к неправильному заключению, что игрушечный поезд, продвинувшийся дальше, ехал дольше, хотя это было не так.
Одна из причин, почему дети постигают концепцию времени на более поздних этапах развития, заключается в том, что наш способ измерения времени чрезвычайно сложен. Единицы времени сложны и произвольны: месяцы содержат от 28 до 31 дня, в сутках 24 часа, в часе 60 минут, а в минуте 60 секунд (это не метрическая система). Более того, одно и то же время можно выразить разными способами: 8 часов 45 минут и без четверти девять — одно и то же, причем это может быть как утро, так и вечер. И, чтобы еще больше усложнить ситуацию, для определения времени мы используем модульный принцип исчисления: через 30 мин после 8:45 будет не 8:75.
Поскольку терминология времени и всевозможные договоренности по поводу обозначения времени, кажется, были придуманы какими-то злодеями исключительно с целью запутать молодые умы, нет ничего удивительного, что дети с трудом постигают концепцию времени. Интересно, что дети раньше постигают концепцию скорости, чем концепцию времени, хотя мы обычно определяем скорость по отношению к более фундаментальным понятиям пространства и времени. Находясь под влиянием специальной теории относительности, Пиаже, по-видимому, верил в психологическое превосходство скорости над временем. Впрочем, его рассуждения весьма расплывчаты: «Таким образом, релятивистское время — всего лишь расширение (которое имеет место при очень высоких скоростях, в частности, при скорости света) принципа, применяемого на самом простейшем уровне построения физического и психологического времени, который, как мы увидим, лежит в самом основании концепции времени для очень маленьких детей». Таким образом, он предполагал, что дети интуитивно воспринимают относительность времени и его зависимость от скорости.
ПРОСТРАНСТВО, ВРЕМЯ И ЯЗЫК
В главе 1 я писал о том, что животные глубже «понимают» концепцию пространства, чем концепцию времени. Такие простейшие реакции, как доставка еды в чей-то рот или осмотр окрестностей в поисках потенциальной жертвы, требуют умения ориентироваться в пространстве, причем этот процесс намного сложнее, чем ориентировка в одномерном домене времени.
Всем известно, что мыши обучаются выбираться из сложных лабиринтов. А пчелы не только находят дорогу между ульем и цветком, но и сообщают другим пчелам о местонахождении специфических растений. Кроме того, животные получают пространственную информацию, например, о расстояниях, от своих органов чувств гораздо более прямым путем, чем информацию о времени. Например, размер образа змеи на сетчатке содержит информацию о том, насколько эта змея далеко, и, следовательно, позволяет выбрать оптимальный порядок действий. В нервной системе животных эволюционировали сложные способы представления пространственных координат — верх и низ, лево и право; и произошло это до того, как животные развили способность представлять себе временно́й континуум, состоящий из прошлого, настоящего и будущего.
Такая линия рассуждений соответствует идее о том, что наша способность воспринимать концепцию времени основана на активности сетей нейронов, ранее эволюционировавших для того, чтобы понимать и воспроизводить пространство и ориентироваться в нем. Специалист в области психологии познания Рафаэль Нуньес пишет: «За четыре последних десятилетия ученые пришли к выводу, что люди воспринимают концепцию времени, главным образом, в терминах пространства — гораздо более понятного домена».
Часто для подтверждения этой идеи говорят о том, что в рассуждениях о времени мы используем термины, относящиеся к пространству. Филолог Джордж Лакофф и философ Марк Джонсон утверждают, что «опыт времени — тип естественного опыта, который практически полностью воспринимается метафорическим образом (через такие метафоры, как опространствливание как опространствливание ВРЕМЕНИ, или восприятие ВРЕМЕНИ В КАЧЕСТВЕ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА)».
Действительно, нам трудно говорить о длительности событий, не прибегая к использованию прилагательных и наречий, относящихся к пространству: Это была удивительно КОРОТКАЯ реклама. Мы изучаем проблему времени ДЛИТЕЛЬНОЕ время. Аналогичным образом, мы используем пространственные термины для описания прошлого и будущего: Забегая ВПЕРЕД, скажу, что едва дождался твоего ответа. Оглядываясь НАЗАД, я понимаю, что это была ужасная идея. Рождество БЛИЗКО к Новому году.
В ЯЗЫКЕ АЙМАРА, НА КОТОРОМ ГОВОРЯТ НА ЗАПАДЕ БОЛИВИИ И НА СЕВЕРЕ ЧИЛИ, СЛОВО NAYRA («ПРОШЛОЕ») ТАКЖЕ ОЗНАЧАЕТ «ГЛАЗА» ИЛИ «ВЗГЛЯД», А СЛОВО QHIPA («БУДУЩЕЕ») ТАКЖЕ ОЗНАЧАЕТ «СПИНА» ИЛИ «ПОЗАДИ». ТАКИМ ОБРАЗОМ, В ЭТОМ ЯЗЫКЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ТЕРМИНЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ИНАЧЕ, ЧЕМ У ЕВРОПЕЙЦЕВ. РАФАЭЛЬ НУНЬЕС УКАЗЫВАЕТ, ЧТО ЭТА ОСОБЕННОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТЕРМИНОВ ДЛЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ У ЛЮДЕЙ, ГОВОРЯЩИХ НА ЯЗЫКЕ АЙМАРА, ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ ИХ ЖЕСТАМИ. ГОВОРЯ О ПРОШЛОМ, ЭТИ ЛЮДИ УКАЗЫВАЮТ ВПЕРЕД, А, ГОВОРЯ О БУДУЩЕМ, — НАЗАД. ПО-ВИДИМОМУ, ХОД РАССУЖДЕНИЙ ТАКОВ: МЫ ЗНАЕМ ТО, ЧТО ПЕРЕД НАМИ, ПОСКОЛЬКУ ВИДИМ (ВИДЕЛИ) ЭТО СВОИМИ ГЛАЗАМИ — ЭТО ПРОШЛОЕ; А ТО НЕВИДИМОЕ (НЕИЗВЕСТНОЕ), ЧТО СТОИТ ЗА НАМИ, ЭТО БУДУЩЕЕ.
При таком пространственном восприятии времени мы говорим, что прошлое позади, а будущее впереди. Подобные пространственные метафоры есть во всех языках, однако способы образования метафор могут быть разными. Например, в языке аймара, на котором говорят на западе Боливии и на севере Чили, слово nayra («прошлое») также означает «глаза» или «взгляд», а слово qhipa («будущее») также означает «спина» или «позади». Таким образом, в этом языке пространственные термины для определения времени используются иначе, чем у европейцев. Рафаэль Нуньес указывает, что эта особенность применения пространственных терминов для обозначения времени у людей, говорящих на языке аймара, подтверждается их жестами. Говоря о прошлом, эти люди указывают вперед, а, говоря о будущем, — назад. По-видимому, ход рассуждений таков: мы знаем то, что перед нами, поскольку видим (видели) это своими глазами — это прошлое; а то невидимое (неизвестное), что стоит за нами, это будущее.
СРЕДА
Даже если мы действительно живем в застывшем блоке пространства-времени, в котором время не движется, в нашем субъективном восприятии оно, безусловно, движется. И в языке это движение времени опять-таки отражается с помощью пространственных терминов. Время ПРОХОДИТ. ПРИБЛИЖАЕТСЯ конец света. Срок ИСТЕК. Но что именно проходит, приближается или истекает? Это я движусь сквозь время, или я стою и наблюдаю, как река времени течет мимо меня? В филологическом аспекте подходят оба ответа.
Возможно, вам приходилось раздумывать над смыслом фразы типа: Заседание следующей среды перенесено на два дня. Что вы делаете в таком случае? Идете на заседание в понедельник или в пятницу? Слово «перенесено» вполне может подразумевать «удалено от нас», т. е. передвинуто вперед. Таким образом, если вы движетесь по неподвижной линии времени, и встреча перенесена вперед, следовательно, она назначена на пятницу. Но если вы стоите неподвижно и наблюдаете за течением времени, перенос заседания на два дня означает, что оно произойдет «ближе к вам», т. е. в понедельник. Первый сценарий (пятница) описывается в рамках модели движущегося эго, второй (понедельник) — в рамках модели движущегося времени (рис. 10.1).
Эта двусмысленность — лингвистический эквивалент принципа относительности Галилея: движение должно быть определено по отношению к чему-то. Как мы уже видели, выражение «разность скоростей между вами и львом составляет 10 км/ч» не позволяет понять, кто именно движется. Вообще говоря, в пустом пространстве без ориентиров бессмысленно пытаться определить, кто к кому идет, поскольку движение относительно. Но на практике полезно знать, кто же все-таки двигается — вы или лев. Поэтому лучше пояснить, сказав: «Лев бежит в вашу сторону со скоростью 10 км/ч». При этом подразумевается, что эта скорость определена по отношению к стандарту — неподвижной земле.

 

Рис. 10.1. Модели движущегося эго и движущегося времени

 

Но когда речь идет о движении во времени, такого стандарта не существует. Исследования показывают, что если людей спросить, в какой же день будет проходить заседание, если его передвинули со среды на два дня, голоса делятся примерно в отношении 50:50: половина людей считает, что заседание будет проходить в понедельник, а половина — что в пятницу.
Удивительно, что ответ зависит от недавних передвижений человека. Например, когда такой вопрос задавали людям, приехавшим встречать кого-то в аэропорт, 51 % отвечал, что заседание состоится в пятницу, но когда тот же вопрос задавали тем, кто только что прилетел, число голосов «за пятницу» возрастало до 76 %. Объяснение заключается в том, что путешественники находятся в рамках модели движущегося эго, поскольку они только что совершили значительное перемещение в пространстве.
Другие исследования показывают, что для переключения с одной модели на другую не обязательно предпринимать физическое перемещение: достаточно просто заставить людей подумать о перемещении в пространстве, и это изменяет соотношение ответов.
В языке связь между пространством и временем несимметрична. Метафоры из области пространства часто применяются в описании времени, но метафоры из области времени довольно редко встречаются в описании пространства (хотя иногда мы используем единицы времени для определения расстояний: «Я живу в пяти минутах отсюда»). Эта асимметрия — одно из доказательств того, что наше восприятие времени основано на восприятии пространства.
Однако аргументы из области языка сами по себе не могут являться достаточным основанием для подобного вывода. Возможно, мы применяем термины из области пространства для описания времени по причинам более общего свойства: пространство может быть универсальным источником метафор, поскольку это более естественный и более богатый источник.
Вообще говоря, метафоры из области пространства применяются очень широко. Мы стали очень БЛИЗКИ после того, как он ОТДАЛИЛСЯ от своего брата. Укошек очень ВЫСОКИЕ стандарты. Он не ПАДАЕТ духом, напротив, он на ПОДЪЕМЕ. Впрочем, связь между пространством и временем выходит далеко за рамки языка. Вне зависимости от метафор и особенностей языка, пространство влияет на наше восприятие времени.
КАППА
Представьте себе две лампочки, находящиеся друг от друга на расстоянии нескольких десятков сантиметров. Лампочки загораются по очереди на короткие промежутки времени с интервалом 8 с. Вас просят воспроизвести этот интервал путем нажатия на кнопку на протяжении соответствующего времени. Вопрос такой: влияет ли расстояние между лампочками на ваше восприятие времени (точнее, на вашу способность воспроизвести время между вспышками)?
В одном из ранних исследований было обнаружено, что при расстоянии между лампочками 8, 16 и 32 дюйма (дюйм = 2,54 см) среднее время между вспышками оценивалось в 6,5, 7,15 и 8,05 секунд соответственно (тогда как оно всегда составляло 8 секунд). Так что ответ на этот вопрос положительный: да, пространство (расстояние между лампочками) влияет на наше восприятие времени.
Этот так называемый каппа-эффект был многократно продемонстрирован множеством способов. Например, в рамках другого исследования на экране компьютера вспыхивали три точки: одна слева, другая в центре, третья справа. Вспышки происходили с равными интервалами времени: первая точка появлялась в момент времени t1 = 0, вторая — в момент времени t2 = 0,5 с и третья — в момент времени t3 = 1 с. Участников эксперимента спрашивали, был ли первый интервал (t2 t1) длиннее или короче второго (t3 t2). Хотя интервалы имели равную длительность, на ответы влияло расстояние между точками: люди воспринимали первый интервал более длинным, чем второй, если расстояние между первой (левой) и второй (центральной) точками было больше, чем расстояние между второй и третьей (правой) точками.
Каппа-эффект заключается в том, что расстояние между двумя событиями сильно влияет на восприятие людьми временного интервала между ними. Эта связь между пространством и временем в нашем мозге дополнительно подтверждается в обратной ситуации. Увеличение интервала времени между двумя вспышками, происходящими на одном и том же расстоянии друг от друга, приводит к тому, что люди в своих оценках увеличивают расстояние между ними (так называемый тау-эффект).
Хотя наличие каппа и тау-эффектов говорит о наличии симметрии в отношении между пространством и временем, другие эксперименты показывают обратное. Из исследований когнитивного психолога Леры Бородицкой вытекает, что расстояние сильнее влияет на оценку длительности сигнала, чем длительность сигнала влияет на оценку расстояния. Бородицкая и ее коллега Дэниель Касасанто просили студентов Массачусетского технологического института разглядывать на экране компьютера медленно удлиняющиеся линии. Линии вырастали на разную длину на протяжении отрезка времени от 1 до 5 секунд. После наблюдения за каждой линией участников эксперимента просили оценить время высвечивания линии на экране или ее конечную длину.
Результаты эксперимента вновь показали, что при одинаковой длительности сигнала оценка длительности зависела от расстояния, на которое увеличивалась линия. Если линия, находившаяся на экране 3 с, сильно удлинялась, люди правильно оценивали длительность сигнала в 3 с, но если она увеличивалась лишь немного, оценка длительности была ближе к 2,7 с. Напротив, длительность зрительного сигнала почти не влияла на оценку длины линии. Бородицкая иронически прокомментировала эти наблюдения: «Пиаже пришел к выводу, что дети не могут однозначно различать пространственные и временны́е составляющие событий до достижения девятилетнего возраста. Как и многие современные исследования в области познания, наши данные показывают, что Пиаже правильно описывал наблюдаемые явления, но ошибался в определении возраста, в котором дети начинают справляться с этой проблемой: по-видимому, студенты МТИ тоже не могут отделить пространственный компонент события от временного».
ЧАСЫ ИЛИ ПАМЯТЬ?
Счетчик пробега и часы на приборной доске автомобиля не связаны между собой. Едете ли вы со скоростью 100 км/ч или застряли в пробке в Лос-Анджелесе и ползете со скоростью 10 км/ч, часы покажут, когда пройдет час (мы, естественно, игнорируем минимальное влияние эффектов специальной теории относительности). Напротив, наличие каппа-эффекта показывает, что часы внутри головного мозга, отсчитывающие время в секундном диапазоне, каким-то образом подвержены влиянию мозгового «счетчика пробега» — цепей нейронов, ответственных за оценку расстояний. Однако мы не можем однозначно утверждать, что часы в мозге ускоряются из-за каппа-эффекта: как мы уже обсуждали в предыдущих главах, причиной иллюзий, связанных со временем, могут быть еще и искажения памяти.
В рамках экспериментов по изучению восприятия времени участников часто просят оценивать специфический интервал времени и запоминать этот интервал, чтобы сравнивать с другими. Для решения первой описанной выше задачи (где две лампочки зажигались на разном расстоянии друг от друга с интервалом в 8 с) человек использует находящийся у него в голове хронометр, который отмеряет и запоминает интервал времени, а затем вновь использует хронометр, чтобы воспроизвести воспоминание. Таким образом, каппа-эффект, возможно, возникает не из-за того, что изменение расстояния влияет на скорость часов как таковую, а из-за того, что изменение расстояния влияет на сохранение или воспроизведение воспоминания о длительности интервала.
Согласно одной гипотезе, в мозге существует единая многоцелевая система обработки информации, касающейся величины самых разных параметров. Конкретнее, в теменной коре расположены сети нейронов, задача которых состоит в обработке количественной информации — вне зависимости от того, относится ли эта информация к пространственным, временны́м или численным данным. Поэтому возможно, что нарушение восприятия времени при изменении расстояний является результатом изменения процесса запоминания количественной информации в этих сетях нейронов.
Например, при запоминании небольших интервалов времени и больших расстояний может происходить увеличение образов интервалов времени. Это вариант регрессии к среднему: при одновременном запоминании двух количественных параметров происходит в некотором смысле частичный обмен свойствами. В соответствии с гипотезой многоцелевой системы обработки количественной информации на оценку длительности визуального сигнала влияет не только расстояние, но также его яркость или размер. Как уже упоминалось выше, если на экране на протяжении одного и того же времени высвечивается небольшое число (скажем, 1) или большое число (скажем, 9), люди склонны считать, что большое число находилось на экране чуть дольше.
Существование области мозга, ответственной за обработку как пространственных, так и временны́х данных, заложено в основу концепции ментальной линии времени — ментального эквивалента оси времени в декартовых координатах. Те из нас, кому повезло получить формальное образование, часто представляют себе время как линию, состоящую из короткого отрезка слева (прошлое) и более длинного отрезка справа (будущее). Эту ментальную линию времени и ее связь с пространством выявляют по многими проявлениям, включая так называемый эффект STEARC (Spatial-Temporal Association of Response Codes).
Представьте себе, что вы слушаете последовательность многих нот разной длительности, и после каждой ноты вы сравниваете ее длительность с неким стандартным значением путем нажатия на одну из двух кнопок (длиннее или короче). Удивительное дело, но эффективность решения этой задачи зависит от расположения кнопок! Люди быстрее и лучше справляются с задачей, если для обозначения короткого интервала могут воспользоваться указательным пальцем левой руки, а для обозначения длинного интервала — указательным пальцем правой руки, но не наоборот (когда кнопка короткого сигнала справа, а длинного слева). Другими словами, для человека более естественно реагировать на короткий сигнал левой рукой, а на длинный — правой рукой, как будто в цепях нейронов ментальная линия времени направлена слева направо.
Дополнительные подтверждения существования ментальной линии времени опять-таки обнаружены в лаборатории Леры Бородицкой. Люди, пережившие инсульт с поражением правой части теменной зоны коры, часто недостаточно отчетливо воспринимают предметы, находящиеся слева от них (так называемое левостороннее игнорирование полупространства). Например, такие пациенты не берут еду с левой части тарелки или даже не умывают левую сторону лица. Бородицкая и ее коллеги доказали, что пациенты с левосторонним игнорированием полупространства затрудняются разместить информацию о прошлом и будущем на ментальной линии времени, что приводит к неспособности вспомнить временно́й контекст событий.
Более того, некоторые данные указывают на глубокую связь пространства и времени на уровне отдельных нейронов. Например, как было сказано выше, нейробиологи на протяжении многих десятилетий анализировали активность нейронов, ответственных за восприятие пространства. В частности, они изучали активность клеток места в гиппокампе, которые с большей вероятностью возбуждаются в тот момент, когда животное попадает в специфическую точку пространства. Более поздние исследования показали, что небольшая часть клеток гиппокампа может запоминать расстояние, проделанное крысой на беговом колесе. Например, такой «нейрон расстояния» может возбуждаться в тот момент, когда крыса проделала путь в пять метров, причем более или менее независимо от общей длины пути (или, что одно и то же, независимо от скорости вращения колеса). Другие клетки, по-видимому, запоминают количество времени, проведенного животным на колесе, например, возбуждаясь через 20 секунд пробежки, и опять-таки более или менее независимо от общей длины проделанного пути. Однако большинство клеток ведут себя более сложным образом: характер их возбуждения зависит от некоего сложного комплекса факторов, включающих в себя положение в пространстве, проделанное расстояние, время и скорость движения.
В целом мы пока не понимаем до конца, как нейроны гиппокампа (или какой-то другой области мозга) измеряют, воспроизводят и хранят информацию о величине пространственных и временны́х параметров. Но на основании филологических, психофизических и нейрофизиологических данных можно сделать вывод, что в наших цепях нейронов пространство и время переплетены между собой.
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ В ФИЗИКЕ И НЕЙРОБИОЛОГИИ
В последних главах мы говорили о том, что связь между пространством и временем имеет интересные аналогии в физике и нейробиологии. Перечислим их.
Время относительно. Эйнштейн показал, что, хотя скорость света абсолютна, время и пространство относительны: при высоких скоростях ход часов замедляется. Эйнштейн также упоминал об относительности субъективно воспринимаемого времени: «Час, проведенный в парке на скамейке с симпатичной девушкой, кажется минутой, тогда как минута на горячей плите может показаться часом». Как мы обсуждали в главе 4, наше субъективное ощущение течения времени действительно относительно и зависит от множества факторов, включая обстановку, эмоциональное состояние, сосредоточенность, особенности стимулов (такие как расстояние и скорость), а также воздействие психоактивных веществ.
Пространство и время не независимы. Специальная теория относительности устанавливает связь между пространством и временем: перемещение с очень высокой скоростью через пространство замедляет время, тогда как неподвижность — самый «быстрый» путь перемещения вдоль оси времени. В субъективном восприятии пространство и время тоже взаимосвязаны. Например, эта связь проявляется в форме каппа-эффекта, который заключается в том, что при увеличении расстояния между двумя событиями, происходящими с одним и тем же интервалом времени (что аналогично увеличению скорости), люди склонны преувеличивать длительность этих интервалов.
Относительность одновременности. Одно из наиболее удивительных следствий специальной теории относительности заключается в том, что два одновременных события с точки зрения одного наблюдателя не являются одновременными для другого наблюдателя, движущегося по отношению к первому, а, значит, одновременность относительна. Например, поскольку скорость света в миллион раз больше скорости звука, зрительные и слуховые сигналы от одного и того же события поступают к нашим органам чувств с разной задержкой. На дешевых местах в концертном зале вы слышите звук и видите удар тарелок как бы одновременно, однако звук может доходить до вас с задержкой до 100 мс. В главе 12 мы узнаем, что при создании динамической картины внешних событий мозг достаточно вольно интерпретирует одновременность событий.
Пиаже очень занимали эти параллели из мира физики и психологии. По-видимому, он верил в существование глубокой связи между детским врожденным представлением об относительности времени и относительностью времени в теории Эйнштейна. Но любая кажущаяся параллель между специальной теорией относительности и нашим восприятием времени — лишь кажущаяся параллель. Взаимозависимость пространства и времени в физике раскрывает перед нами законы вселенной, но не позволяет глубже постичь психологию восприятия времени. Тот факт, что расстояние может влиять на восприятие времени, ничего не говорит о физической природе пространства и времени, однако вскрывает некие глубинные механизмы функционирования мозга. Но какие именно?
На этот вопрос существует несколько ответов. Один из них заключается в том, что от нашего первого до нашего последнего вздоха мозг статистически обрабатывает все, что мы видим, слышим и испытываем каким-либо образом, и использует все обнаруженные им закономерности для объяснения внешнего мира. Рассмотрите изображение на рис. 10.2.

 

Рис. 10.2. Иллюзия вогнуто-выпуклых фигур. Центральный круг с темным нижним краем кажется нам выпуклым (выступающим над плоскостью страницы), а круги с темным верхним краем кажутся вогнутыми, поскольку мозг считает, что свет поступает сверху

 

Средний из трех кругов на рисунке кажется нам выпуклым (как бы выступающим над плоскостью страницы), тогда как два других выглядят вогнутыми (как бы вдавленными в страницу; а если вы перевернете страницу вверх ногами, все окажется наоборот: центральный круг будет вогнутым, а два других выпуклыми). Эта иллюзия возникает из-за того, что с самого момента рождения человека система восприятия зрительных образов собирает статистику и устанавливает, что свет обычно идет сверху, так что бугор на стене затенен снизу, а впадина — сверху.
Подобно тому, как мозг использует накопленные данные об источниках света для определения формы предметов, он использует предыдущий опыт для анализа пространственных и временны́х образов.
Все мы имеем богатый опыт наблюдений за предметами и живыми существами, движущимися в пространстве и во времени, но обычно в весьма ограниченном диапазоне скоростей. И мы знаем, что время и расстояние коррелируют друг с другом: ребенок, наблюдающий за сползанием дождевой капли по стеклу, понимает, что с течением времени капля проделывает все большее и большее расстояние.
Часы мозга далеки от совершенства, и поэтому мозг основывает свои суждения на предыдущем опыте. Вообще говоря, такая не относящаяся к делу информация, как расстояние между источниками света при определении длительности вспышки, достаточно слабо влияет на наше восприятие — в пределах точности часов мозга. Все это означает, что если у вас в мозге неточный хронометр, а вам нужно определить время движения двух игрушечных поездов, имеет смысл учесть расстояние, проделанное каждым поездом.
Мне кажется, существуют как минимум две причины, почему время и пространство взаимосвязаны в сетях нейронов. Во-первых, как и сама эволюция, мозг имеет весьма гибкий modus operandi: он всегда заимствует и применяет уже существующие решения. Вполне вероятно, что наша способность понимать концепцию времени отчасти появилась благодаря использованию сетей нейронов, предназначенных для восприятия пространства. Во-вторых, мозг мастерски впитывает информацию из образов внешнего мира, а поскольку пространственные и временны́е интервалы во внешнем мире строго коррелируют между собой, мозг оценивает расстояние для оптимизации оценки времени.
***
В рамках теории этернализма время «опространствливается»: все моменты времени зафиксированы в «блоке вселенной», в результате чего мы делаем вывод, что течение времени — созданная мозгом иллюзия. Но не может ли эта иллюзия создаваться другим способом? Не может ли быть, что строение нашего мозга влияет на интерпретацию законов физики?
Физик Ли Смолин считает, что последовательное опространствливание времени в физике изменило наше понимание природы времени: «Способность замораживать время… оказалась большим подспорьем для науки, поскольку нам не нужно наблюдать за движением в реальном времени… Но, кроме пользы, это изобретение имеет глубокие философские последствия, поскольку поддерживает идею, что время — это иллюзия. Метод заморозки времени работает настолько хорошо, что большинство физиков даже не подозревают, какую шутку это сыграло с нашим пониманием природы».
Теперь, когда нам известно, что сам мозг тоже занимается опространствливанием времени, уместно задать вопрос, выигрывает ли теория этернализма от того, что согласуется со строением органа, ответственного за выбор между этернализмом и презентизмом.
Другими словами, поскольку мы разработали теории и математические модели для представления времени в виде еще одной пространственной координаты, может быть, нам легче принять этернализм, чем презентизм, поскольку мозг воспринимает время именно в рамках этернализма?
Трудно однозначно ответить на этот вопрос, но, как мы видим, человеческий разум и в самом деле существует в рамках этернализма: в наших мыслях прошлое и будущее не просто существуют, но являются возможными направлениями для перемещения. Вообще говоря, отличительная особенность нашего вида заключается в осуществлении постоянных мысленных переходов между прошлым, настоящим и будущим.
Назад: 9:00 ОПРОСТРАНСТВЛИВАНИЕ ВРЕМЕНИ В ФИЗИКЕ
Дальше: 11:00 МЫСЛЕННЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ ВО ВРЕМЕНИ