一秒的千分之一

对我们人类来说，一秒的千分之一短得可以忽略不计。直到最近，我们才开始在实际工作中接触到这么短的时间跨度。过去的人们靠太阳在天空中的位置或影子的长度来度量时间（图4），那时候他们连“分钟”都不在乎，甚至觉得这么短的时间根本不值得测量。古人的生活节奏如此缓慢，他们的计时工具——日晷、沙漏，诸如此类——根本没有“分钟”这个单位（图5）。直到18世纪初，“分钟”才第一次出现，而“秒”的问世迄今（至本书成书年代）也不到150年。

不过，说回千分之一秒，你觉得这么短的时间里能发生什么事？其实，相当多！是的，一列普通的火车在千分之一秒内只能开3厘米，但声音能跑33厘米，飞机能飞差不多半米，绕太阳公转的地球能在轨道上行进30米，光则能跨越300千米的漫长旅途。我们身边的微生物绝不会认为千分之一秒短得不值一提——当然前提是它们能思考。对昆虫来说，千分之一秒是个切实可感的时间跨度。蚊子每秒振翅500至600次，因此，在千分之一秒的时间里，它可以举起或放下一次翅膀。

我们移动肢体的速度肯定比不上昆虫。人类能做到的最快的事是眨眼。眨眼的速度如此之快，我们甚至不会注意到这一过程中视野受到的遮蔽。但很少有人知道，如果以千分之一秒为单位来衡量“一眨眼的时间”——人们常用这个短语来形容极快的事物——其实相当漫长。精确的测量表明，一次完整的眨眼平均需要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：第一步，眼睑落下需要耗费75至90个千分之一秒；第二步，合上的眼睑会休息片刻，差不多是130至170个千分之一秒；第三步，抬起眼睑大约需要170个千分之一秒。

如你所见，“一眨眼”其实是一段相当长的时间，在这个过程中，眼睑甚至能休息片刻。想象一下，如果我们能以千分之一秒的精度拍摄画面，你就会发现，“眨眼”的过程由眼睑的两次平滑运动组成，中间还有一段休息时间。

大体来说，这样的视角将彻底改变你看待周围世界的方式，你会看到H. G.威尔斯在《新型加速剂》里描述的奇景。这个故事讲的是一个人喝了一种奇怪的液体，于是在他眼里，各种快速的运动都被分解成了一系列独立的静止现象。下面我们引用其中的几段：

“你以前见过窗帘这样悬停在半空中吗？”

我顺着他的视线，看见窗帘的一角高高扬起，静止在空气中，就像被微风吹起一样。

“没有，”我说，“这真奇怪。”

“还有这里。”他一边说，一边松开握着玻璃杯的手。我下意识地退后一步，以为杯子会摔得粉碎。但它不仅没有摔碎，反而纹丝不动地停在了空中。“大体来说，”吉伯恩表示，“这个高度的物体在第一秒会下坠5米，所以现在，杯子正在以这个速度坠落。只是如你所见，在第一个百分之一秒内，它还没有开始下坠。”[请注意，在开始下坠的第一个百分之一秒内，物体——即这个案例中的玻璃杯——运动的距离并不是5米的百分之一，而是万分之一（根据公式S=1/2gt2），也就是0.5毫米而已。而在第一个千分之一秒内，它移动的距离只有0.01毫米。]

“这能让你初步认识到我的加速剂有多强大。”他的手绕着缓缓下坠的玻璃杯挥了一圈又一圈。

最后，他托住玻璃杯底，小心翼翼地把它放回了桌上。“如何？”他笑着问我……

我望向窗外。一位自行车手低着头坐在车上，车轮后扬起一阵静止的尘埃，他正在追赶一辆同样不动的飞驰的观光车……

我们穿过大门来到公路上，细细查看雕像般的过往车辆。观光车的车轮顶部、拉车的马的某几条腿、马鞭末梢和售票员（他刚开始打呵欠）的下颌能看得出来在动，但这辆行动迟缓的车的其余部分似乎完全静止。除了某个男人喉咙里发出的细碎颤声以外，整个场景几乎鸦雀无声！要知道，这座庞大的“雕塑”里有一名司机、一位售票员和十一位乘客……

一位紫色脸庞的矮个子先生迎着风试图把手里的报纸叠好，他就这样僵在原地。很多迹象表明，这些慢吞吞的人们正经受着大风的吹拂，但我们却感觉不到风的存在……

从那玩意儿在我的血液中起效以后，我所说所想所为，以及那些人和周围的世界所经历的一切，都发生在一眨眼的时间里……

你想知道如今科学家能够测量的最短时间跨度是多少吗？在本世纪初，这个数据还只是万分之一秒，时至今日，物理学家已经能测量10-11秒了，这个时间跨度与1秒之间的比值大约相当于1秒与3000年之比！[3]

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[3]此处所说“本世纪”是指20世纪。截至2020年底，科学家测得的最短的时间间隔为0.47×10-19秒。