Куда летит время. Увлекательное исследование о природе времени - Алан Бёрдик

Более века исследователи признавали, что мы форматируем время, перемещаясь в нем; чувство ускорения или замедления хода времени зависит от того, что вы чувствуете в конкретный момент – счастье, печаль, гнев, тревогу, отвращение или радостное предвкушение, а также от того, чем вы заняты – играете на музыкальном инструменте или слушаете музыку. По данным исследований 1925 года, для оратора речь заканчивается быстрее, чем для слушателя. Таким образом, исследователи, спорящие о восприятии времени, большей частью апеллируют к восприятию нескольких секунд или минут.

* * *

Как выяснилось, способность определять, когда истекли две минуты, роднит маленьких детей с большинством представителей животного царства. В тридцатых годах прошлого века русский физиолог Иван Павлов обнаружил, что собаки обладают безупречным чувством длительности кратких промежутков времени. Имя Павлова вошло в историю науки, когда ученому удалось доказать, что у собаки, которая слышит звон колокольчика во время кормления, со временем вырабатывается условный рефлекс – реакция слюноотделения в ответ на звон колокольчика даже в отсутствие корма. Опыты Павлова показали, что собаки вырабатывают условные рефлексы на временные интервалы с той же готовностью, что и на звон колокольчика. Если выдача корма происходит через равные промежутки времени, допустим через каждые полчаса, то в итоге слюноотделение у собаки будет появляться уже в конце установленного интервала, даже если ей не давать корма. Усвоив длительность временных отрезков между выдачами корма, собака каким-то образом отсчитывает минуты, предвкушая вознаграждение в конце каждого интервала. Ожидания собак, так похожие на человеческие, поддаются фиксации и количественному определению.

Лабораторные крысы демонстрируют похожие способности. Предположим, что вы дрессируете крысу: когда загорается лампа, обозначающая начало отсчета временного промежутка, животное должно выждать, допустим, десять минут, прежде чем нажать на рычаг и получить пищевое подкрепление. Повторите упражнение несколько раз, а потом включите свет, но не давайте крысе корма, сколько бы раз она ни давила на рычаг. Реакция крысы останется неизменной: она предпринимает первые попытки надавить на рычаг перед началом десятиминутного интервала, по истечении десяти минут она действует с максимальной напористостью и спустя некоторое время сдается. Как и собака, крыса выстраивает ожидание результата своих действий вокруг временного интервала; также она понимает, что нужно прекратить попытки вскоре после того, как установленный интервал закончится, не оправдав ожиданий пищевого подкрепления. При этом животное проявляет предполагаемое поведение в масштабах разных временных интервалов. В целом, к какому бы интервалу ни была приучена крыса – пятиминутному, десятиминутному или получасовому, она начинает и прекращает жать на рычаг, отсчитав десять процентов выделенного ей времени до и после конца установленного интервала. Имея дело с тридцатисекундным интервалом, животное начинает давить на рычаг за три секунды до начала отсчета времени и бросает его спустя три секунды после конца; при увеличении интервала до шестидесяти секунд крыса берется за дело на шесть секунд раньше. В 1977 году Джон Гиббон, специалист по математической физике из Колумбийского университета, представил математическое выражение обнаруженных соотношений в авторитетной публикации, заложившей основы теории, которую автор назвал линейной теорией ожиданий (ЛТО); в англоязычной литературе иногда встречается сокращение SET (Scalar Theory of Expectation – линейная теория ожиданий). Теория Гиббона представляла собой систему уравнений, иллюстрирующих следующую закономерность: ожидание животного, выраженное в частоте реакции на раздражитель, увеличивается по мере приближения условленного интервала времени к концу пропорционально общей продолжительности данного временного отрезка. В настоящее время всякая попытка объяснить, как животные определяют длительность временных промежутков, должна соответствовать масштабной инвариантности, выведенной Гиббоном.

Упражняясь в хронометрировании, крысы порою проделывают и другие невообразимые трюки. Животное, помещенное в лабиринт с двумя дорогами к куску сыра, быстро обучается выбирать не только самый короткий, но и самый быстрый путь к корму. Если предложить крысе на выбор два маршрута одинаковой протяженности, оснащенные временными зонами ожидания, в одной из которых длительность задержки составляет шесть минут, а в другой – одну минуту, крыса вскоре приучится выбирать дорогу, по которой можно добраться до корма с наименьшими затратами времени. Таким образом, животное способно различать длительность разных временных отрезков и ощутить величину потерь времени.

Аналогичные способности в некоторой степени присущи уткам, голубям, кроликам и даже рыбам. (Сам Гиббон работал со скворцами.) В 2006 году биологи Эдинбургского университета получили наглядное подтверждение способности к определению длительности времени у колибри в дикой природе. Исследователи установили в поле восемь птичьих кормушек в форме цветов и заполнили их сахарной водой; четыре кормушки наполнялись заново каждые десять минут, а оставшиеся четыре – через каждые двадцать минут. Три самца колибри, установившие контроль над территорией вокруг искусственных цветов, быстро изучили частоту наполнения кормушек и выстроили ожидания соответствующим образом. Птицы намного чаще посещали кормушки с десятиминутным интервалом наполнения, чем кормушки с двадцатиминутным интервалом. При этом колибри активно избегали последних до тех пор, пока двадцатиминутный интервал не подходил к концу, а также устремлялись к каждой из кормушек аккурат перед наполнением. Кроме того, птицы с невероятной точностью запоминали, где расположен каждый цветок и которые из них они недавно посещали, почти не затрачивая времени на опустошенные кормушки. Чтобы преуспеть в добывании корма из настоящих растений, колибри требуется запоминать месторасположение разных цветов и заодно изучить скорость их повторного наполнения нектаром, которая меняется в течение суток, а также рассчитать оптимальный маршрут от одного цветка к другому таким образом, чтобы прибыть к каждому цветку, опередив соперников, но в то же время не слишком рано. Время значимо даже в условиях изобилия кормовых ресурсов, и колибри стараются расходовать его максимально эффективно.

Само собой разумеется, что человек постоянно стремится оптимизировать затраты времени, отсчитывая секунды и минуты. При этом он иногда действует сознательно, а иногда и не отдает себе в этом отчета. Если я побегу, то успею ли на поезд, который того и гляди отправится с платформы? Не слишком ли медленно движется очередь в кассу и в какой момент стоит перейти к другой кассе? Принимать подобные решения возможно только при условии, что у нас есть некий инструмент для измерения длительности коротких временных отрезков и сравнения их друг с другом. Со стороны это выглядит как сложное поведение, хотя очевидно, что это основополагающее свойство животного царства. Учитывая, что точно такое же поведение демонстрируют существа, у которых мозг размером с горошину, можно с большой долей вероятности предположить, что здесь работает внутренний часовой механизм, фундаментальный и древний одновременно.