千分之一秒

对人类来说，千分之一秒的时间几乎是微不足道的。也是在不久前，我们才开始思考如此微小的时间间隔在我们的生活实践中相关的状况。过去人们根据太阳在天空中的位置或者影子的长短来计算时间（图4），想要把时间精确到分秒是不现实的，他们也觉得分秒无关紧要，不值得去计量。因为古代的人们日出而作，日落而息，生活不紧不慢，无须精确到分秒。他们的计时工具，如日晷、沙漏等，都没有分秒的刻度（图5）。直到18世纪初，计时工具上才出现了分针，而秒针则是在19世纪初才出现的。

图4　根据太阳的位置（左）和影子的长度（右）来计算时间

图5　古时使用的计时工具——水钟（左）和怀表（右）

在千分之一秒的时间间隙里可以发生什么事呢？可以发生很多事！例如，这段时间里，一列普通的火车可以前进3厘米，声音可以传播33厘米，而一架超音速飞机则可以飞行大约50厘米，地球可以绕着太阳公转30米，光的传播距离则更远，能达到300千米。而我们周围的微小生物如果也能思考的话，它们更是不会轻视那千分之一秒的。对于昆虫来说，千分之一秒是可以被感知的。一只蚊子的翅膀可以在一秒内上下扇动500～600次，也就是说，在千分之一秒内，它至少可以把翅膀抬起或者放下一次。

我们的确不能像昆虫那样快速移动，我们能做到的最快动作是眨眼，这个速度快到连眼前景物被瞬间遮蔽我们都没意识到。然而，眨眼的一瞬间，如果用千分之一秒来衡量的话，那也是很慢的。目前精确测量到“眨眼睛”这一动作完成的平均时间是0.4秒，也就是400个千分之一秒。这个过程可以分为以下几个阶段：第一，眼睑向下（需75～90个千分之一秒）；第二，眼睛短暂合上（需130～170个千分之一秒）；第三，眼睑抬起（需170个千分之一秒）。

如您所见，“眨眼间”其实是一段相当长的时间间隔，在这段时间里，我们的眼睛还可以短暂地休息一下。如果我们能感知到千分之一秒内发生的事件，那我们就能观察到眨眼睛这个过程里眼睑的两次移动和中间静止的情形了。

假如我们拥有这样的能力，我们所见的周围世界的景象将会颠覆认知，我们就会看到如英国作家威尔斯小说《最新加速剂》里描述的那些奇妙而又有趣的画面了。这个故事里，一个人喝了一种神奇的药水，进而拥有了能看到各种极快动作的能力。

下面是从这篇小说里摘录的一些片段：

“你以前见过窗帘这样挂在窗子上吗？”我顺着他的视线望去，看到窗帘仿佛被冻住了一样，被风吹起的那一角一直悬在空中没有落下来。

“从未看见过，”我说，“真是奇怪呀！”

“还有这个呢？”他一边说着，一边松开了手中的玻璃杯。我以为杯子马上就会摔碎，但那杯子却一动不动地悬在空中。

“一般来讲，”希伯恩说，“物体在自由下落中，第一秒会下降5米，而现在还没到百分之一秒，所以它还处在5米内的下落过程中[小提示：物体在做自由落体运动的时候，在第一秒的第一个百分之一秒内，下落的高度并非是5米的百分之一，而是5米的万分之一（根据公式s=gt2/2可得），相当于只有0.5mm，而在第一个千分之一秒内，下落的高度只有0.01 mm]。现在，你知道‘加速剂’的力量有多神奇了吧！”

希伯恩的手在缓缓落下的杯子周围来回打转，最后他抓住了杯子的底部，将它轻轻地放到了桌子上，然后冲我一笑。

我看向窗外，一个人骑着自行车，前面有一辆汽车，自行车和汽车都僵在那里一动不动，汽车后面弥漫着的扬起的尘土也如同静止了一般……

我们仔细观察着来往的车辆。注意力被一辆马车所吸引，车轮边缘，马蹄，赶马的鞭子，以及正在打哈欠的车夫的下颌，动作都如此缓慢，却又如此清晰。除了从一个人的喉咙里传来一阵微弱的响动，一切都很安静。在这座静止的城市里，路上的行人都像雕像般地凝固在那里。

一个低着头的小个子男人应该是想迎着风折报纸，他就那样僵着。从很多人的举止中可以看出微风的痕迹，但我们却感觉不到风的存在。

这些神奇的现象，都是药水在我身体里发生作用后我所见到的。然而对于那些人来说，却是一瞬间的事。

你知道科学家们现在所能测量到的最短的时间吗？在20世纪初，科学家最多可以测量到万分之一秒。而现在，人类甚至可以测量出千亿分之一秒，这个时间与1秒相比，相当于1秒与3000年的比例。