- 趣味物理學
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 1534字
- 2021-10-29 17:59:17
3. 0.001秒
0.001s對于我們來說確實微不足道,并沒什么用,最近才開始有了一點點作用。不過正如圖3所示,在那個利用太陽和影子判斷時間的年代,時間測量的精準程度達不到分鐘級別,人們也認為1min并沒什么用,無須測量。于是,過去的人生活得從容不迫,日晷、漏刻、沙漏(如圖4、圖5)等計時器也無法精確到分鐘。直到18世紀初,分針才在表盤上出現,秒針則更晚,在19世紀初才出現。

圖3 根據太陽高低和影子長度測時間

圖4 古人使用的漏刻

圖5 舊式懷表
那么現在就有一個問題了:0.001s內真的什么也做不了嗎?并非如此。盡管在這個時間段內火車只能移動3cm,聲音只能傳播33cm,超音速飛機只能飛行50cm,但是,速度快的物體卻能夠有比較可觀的運動距離。比如地球在這個時間段內可繞公轉軌道運行30m,光在這個時間段內可以傳播300km。
除此之外,對于一些小生物來說,0.001s同樣不是無足輕重的,而是完全能夠察覺到的,能夠描述的。比如蚊子,它能夠在一秒內上下振翅500~600次,換句話說,在0.001s內它便可以舉起或垂落一次翅膀。
人無法像昆蟲那樣快速移動自己的器官。我們最快的動作是眨眼,“一眨眼的工夫”或者“轉瞬間”這樣的說法,就是由“眨眼”這個動作引申而來。眨眼這個動作完成極快,我們甚至發現不了我們的視野曾被短暫遮蔽了起來。不過,雖然眨眼是極快的同義詞,但如果用0.001s來衡量的話,這一動作其實進行得非常慢。很少有人知道這一點。經過多次準確的測量后發現,“眨眼”的全過程平均花費0.4s,也就是400個0.001s。這個動作可以分成以下幾個階段:垂下眼瞼(75~90個0.001s),垂下后的眼瞼保持靜止狀態(130~170個0.001s),最后再次抬起眼瞼(大約170個0.001s)。你看,一次真正意義的眨眼,竟是如此美妙的一段時間。在這段時間里,眼瞼甚至來不及休息。如果我們可以覺察到0.001s內發生的事情,我們就能在“頃刻間”捕捉到眼瞼的兩次動作以及這兩次動作之間的靜止狀態。
倘若我們的神經系統有這樣的結構,我們就會發現我們周圍的世界發生了奇特的變化。英國作家威爾斯在小說《最新加速劑》中就詳細描寫了加速世界呈現在我們眼前的種種奇特景象。小說里的主人公們喝下了一種獨特的藥水,這種藥水能讓感覺器官非常敏感,可以逐個感知各種稍縱即逝的現象。
下面是小說中的幾個例子:
“你以前見過將窗簾這樣掛在窗子上嗎?”
我看了看窗簾,發現它好像被凍起來了,被風吹過的窗簾卷起了一個角,就那么卷著一動不動。
“從沒見過,”我說,“這太奇怪了!”
“那么,這個呢?”他問,然后伸直了將玻璃杯攥緊的手指。
我想玻璃杯肯定會被打碎,可沒想到杯子竟完全沒有下降,靜止地懸在空中。
“你肯定知道,”希伯恩說,“落體在第一秒內下落5米。這杯子現在正在下落這5米,不過現在連百分之一秒都還沒到。這樣,你就可以了解我制作的‘加速劑’的威力了。”
玻璃杯開始緩緩地下落。希伯恩的一只手一會兒在上面,一會兒在下面地圍著杯子打圈……
我向窗外看了一眼,有個人騎著自行車呆立在那里,他身后有一團靜止的塵霧,這個騎車人正在追趕一輛公共馬車,同樣地,那馬車也絲毫沒有向前挪動。
我們的注意力被那輛靜止不動的公共馬車徹底吸引了。車輪的上緣、馬腿、馬鞭的末端和車夫的下巴(他剛想要張嘴打個哈欠)——這一切都在移動,盡管無比緩慢,但是這遲鈍的馬車上其他的東西卻完全停滯,車上坐著的幾個人猶如塑像一般僵硬。
有一個人正以超乎常人的努力在風中折疊報紙,他就僵直在這個姿勢上。不過對我們來說,這樣的風完全不存在。
以上是從“加速劑”滲透進我的肌體那一刻起我所說、所想、所做的事。這一切對于其他所有人以及對于整個宇宙來說只不過是一瞬間。
估計讀者很想知道用現代的科技手段可以測量出的最小時段的數值。20世紀初最小的時段是s,而現在物理學家可以在實驗室里測量出
s。如果將這個時段與1s進行比較的話,大約相當于將1s與3000年進行比較。