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如果人类天生无法分辨昼夜,会发展出时间这一观念吗?

本帖由 漂亮的石头2022-04-25 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] 赵泠,遗迹是曾经讴歌繁荣的生命留下的缺页的梦。 阅读原文

    会,而且时间感远比你以为的基础。

    实验证明,大鼠在被完全移除大脑皮层后仍然表现出“可以估计约 40 秒的时间间隔”[1]。这跟昼夜一点边都不沾。

    另外,你考虑过生活在高纬度地区的人们在极昼、极夜里的行动吗。

    爱因斯坦说,时间是时钟测量的东西 /Time is what a clock measures。时钟可以是任何正在经历不可逆变化的事物,是一种热力学装置。

    这意味着现实中的人体是一种时钟

    题目所说的“一切都不变”是消除了上述不可逆变化,也就是时间停止

    [​IMG]
    时间停止领域的专业人士
    • 绝对准确地计测时间,需要无限的能量,并产生无限的熵[2]。
    • 在量子力学中,时间是量子力学方程中一个平滑变化的参数,用于衡量可观测物体的演化。基本粒子上没有可以通过测量读取的“精确的、固有的时间戳”。
    • 在爱因斯坦的广义相对论中,时间是时空的第四个维度。
    • 试图协调上述二者的理论,例如宇宙学全息原理,试图将四维时空结构解释为由量子信息构成的全息图,时间类似空间。

    有些学者认为时间并不存在,或至少不像我们以为的那样“有方向性、平滑、不可逆”。

    脑如何感知时间

    对记忆中的事件进行时间排序是大脑的重要活动之一。人神经系统在记忆形成的过程中会留下时间印记,允许以正确的顺序回忆事件或经历。“处理感官收集的信息和经验,建立关于未来的预测,以提高生存能力”可能是复杂神经系统的基本功能。

    人对时间的感觉受脑部(尤其是右侧顶叶与壳核)的神经活动影响,这些活动关系到感官输入的信号、学习和记忆,表现出多巴胺水平的变动。大脑测量短时间刻度的机制则依靠负责记忆和空间定位的海马体和内嗅皮层[3],例如海马体的时间细胞的链式信号[4]反映了事件的时间顺序。

    [​IMG]

    相位进动

    多年来,神经元放电的速率被视为衡量神经活动的标准[5],但准确的时间也很重要。过去十几年间积累的证据表明,啮齿类海马体中的“时间细胞”在编码时间信息。相位进动(phase precession)是进行情景记忆和空间导航的关键机制[6]。2015 年,约翰霍普金斯大学研究人员发现学习陌生移动路线的老鼠存在相位进动[7]。2019 年,研究人员在理论上阐述了海马时间细胞如何将时间与地点、事物相关联,来帮助大脑记住“记忆事件”中事物和地点的顺序[8]。

    哥伦比亚大学的 Joshua Jacobs 等研究人员通过神经元放电时间监测人脑中的位置细胞[9],发现人脑和老鼠的脑类似地在记忆形成的过程中留下时间印记:

    • 利用从 13 名植入颅内微电极来绘制癫痫发作时的电信号的癫痫患者身上收集的数据,发现患者四处走动时监测范围内 12% 的神经元表现出相位进动。
    • 利用从 27 名执行情景记忆任务的癫痫患者身上获得的颅内微电极记录,识别了人类的时间细胞及其活动规律,建立了关于它们如何在人脑中产生“形成情景记忆所需的时间信息”的理论[10]。

    在 2021 年 8 月 10 日发表的一篇论文中,法国和荷兰的认知科学家发现处理序列图像也涉及相位进动[11]。

    阅读原文
     
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