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[分享] 人类为什么没有进化出直观感受时间(接受时间信息)的器官?

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发表于 2025-5-30 13:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1.时间可以直接感受(发生交互)的吗?
2.关于三维空间,我们进化出了双眼,触觉,听觉接受这些空间信息,然后交给大脑处理。为什么没有一个器官来接受时间信息?
3.关于时间,我们的大脑本身大多数时间是无法直接感觉到时间的流逝的,我们大脑对于时间的概念是不是后天的学习和训教而得?
4.我们发明了钟,表,等计时器,弥补了器官的缺失。
5.是不是因为我们是三维动物,所以看不见时间的尽头,(关于空间,我们似乎可以感受到他的尽头,尽管宇宙是无边际的,到时候相对于时间却更能捕捉到。)就像二维生物感受不到Z轴一样。
6.是不是四维生物就能够直观地感受时间并且穿越时间,就像三维生物穿越空间那样?

关于这个问题是随手叠了一个莫比乌斯环临时想到的,现在回头看看这个问题是很不严谨的。
(当时是站在时间这个纬考虑的,因为时间是一个最为基本的物理概念,而不是出于人体的为了什么而什么考虑的,也更不是进化出电磁炮这样毫无意义的抬杠进化考虑的。)
感谢各位大大的详细讲解。
从物理,生理,心理,科学实验等方向做出了解答。

最后,我混淆了一个时空纬度和空间纬度的概念,还是多学真知识,不要成为民科,民哲。真理是极少的,科学是无止境的,常怀敬畏之心。
原文地址:https://www.zhihu.com/question/58381594
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发表于 2025-5-30 13:09 | 显示全部楼层
一部分人说没感受器,另一部分人说的都是节律,并没人正面回答题主的问题。大脑中是存在权衡时间的机制的。
关于时间感其实是有一篇做的很巧妙的paper的。有兴趣的可以去读一读原文。
Midbrain dopamine neurons control judgment of time
首先,作者使用了一种我以前从未见过的行为学范式,他训练动物,让动物听见两个声音,声音的间隔时间在0.5s到2.5s之间。大于1.5秒声音时鼻触左侧孔,以获取食物,同理,小于1.5秒触右孔。
他判断多巴胺能神经元对时间感有影响的第一个理由是,破坏了多巴胺能神经元可以降低这个行为的正确率。

然后他就开始对多巴胺能神经元进行在体记录了。
我先来介绍一下VTA多巴胺能神经元的特点,他标记了对奖赏预期的错误。什么意思呢?如果一个人给了你一颗糖,你的VTA多巴胺能神经元放电会增加,但是如果你知道那个人在那个时候给你这颗糖,那你拿到糖的时候放电增加就不会那么显著了。再进一步介绍,如果一个人每次见到你都会给你一颗糖,那么“你见到他”这件事是你无法预期的,“被给糖”是可以被“遇见他”所预期的,所以多巴胺能神经元的放电增加将出现于“遇见他”。
好,我们继续回来。所以我们可以通过对多巴胺能神经元特点的了解,来进行一次数学模型的拟合。
如果多巴胺能神经元真的可以感受到时间长短的话!
首先,第一次声音响起来之后,第二次声音只会在0.5到2.5出现,那么越是靠后出现,他所带来的surprise就越小,因为在0.5s的时候,他的可出现范围长达2s,而在2.4s的时候,只剩下了0.1s。所以,随着时间的进行,多巴胺能神经元接收到第二次刺激的时候,放电的增加就会变小。
其次,时间越长或者越短,这次判断就越容易,1.5s左右的时候判断最难,错误率极高,所代表的奖赏也就极低,所以,越靠两边的时间,多巴胺能神经元放电的增加量越高。
综合上述两种想法,可以得出一条先下降后平的,多巴胺放电增加量随时间间隔长短的变化的曲线。
然后他们对比实际情况,相符!



那么他能不能权衡时间呢?
随着实验的进行,每次多巴胺放电的增加量当然都不会完全相同,而且放电越高,压左侧(间隔长孔)几率越小。
又开始算术了。把时间间隔做为横坐标,把压左杆的概率做为纵坐标,会得到一条s型曲线。
如果,多巴胺能神经元放电的强弱直接改变动物鼻触的动机,那么随着多巴胺能神经元放电的增加,压左侧孔的概率会整体降低,也就是曲线下移。


如果是通过控制时间的感受,那么动物只会对横坐标长短间隔的感觉产生差异。而对于压杆来说,总体是不会有差别的,表现为曲线左右移动,如图。



事实证明,作者又蒙对了。
最后的感想,多巴胺能神经元不一定是自己去感受和权衡时间的,可能是上级神经元。所以可能真正控制时间感的脑区并不是VTA,他只是一个体现者。
可能通过很复杂的很巧妙的分子机制,因为大分子这种东西有的时候时间窗严谨的不得了。就像之前我看到过一篇文章,他做光遗传和切片电生理,把电刺激和蓝光刺激时间偶联,刺激很久以后,发现只给电刺激,记录到的信号也可以在之前光刺激的时间点发生一次兴奋,从而推测神经可塑性和神经环路对精确的时间把控有一定作用。
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发表于 2025-5-30 13:10 | 显示全部楼层
因为“时间”根本不存在
时间只是自我意识对体验中变化的主观感受
不可能进化出什么器官去直接感受根本不存在的东西
不但是生物器官不行,任何人造仪器也不可能去直接感受一个根本不存在的事情
我们平时说的对时间的感受,其实只是对某种可重复发生的运动的的感受
比如白天黑夜是地球、太阳、月亮位置的相对重复;
比如沙漏是一种重复运动,原子衰变同样是重复发生的,当然,最典型的是钟摆
我们只能用重复发生的运动和变化来表征时间,而不可能直接感受时间,或者说,“时间”这个名词本身是根据我们对运动的变化之感受也取的,“时间”这个名词对应的是感受,而不是实物
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发表于 2025-5-30 13:11 | 显示全部楼层
已经有很好的答案了,这里简单讨论一下问题的前提。
题主认为我们的感官都是感觉空间信息的。
关于三维空间,我们进化出了双眼,触觉,听觉接受这些空间信息,然后交给大脑处理。为什么没有一个器官来接受时间信息?

  • 实际上视觉,触觉,听觉,每一种感觉在大脑中的表征都是在时间中变化的信号。空间信息则是由神经纤维的“身份”推断的(见大脑如何定位疼痛的身体来源位置的?定位过程是怎样发生的呢? - 知乎
  • 我们并不能感受空间。诚然,我们可以指向视野中物体的位置,或说出对长度的判断,但并没有哪一种器官直接感受到了空间坐标。这些判断都是不能精确的。
  • 在此意义上,我们同样能够感觉视觉、触觉等刺激的频率,或表达事件发生的时间顺序和时长。同样地,这些判断也都是不准确的。
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发表于 2025-5-30 13:11 | 显示全部楼层
人越老,感知时间的反应速度就越慢,
小孩子的一天,可以过很久,
而老年人的一天,瞬间就过去了。
体型小的生命,反应速度很快,
时间在他们那里就变得无比漫长。
所以小孩子的童年仿佛永无尽头,
他们一个小时的时间,在感知里,
可以足足有我们成年人的数倍还要多。
小孩子,小动物的心跳也更快。
小到苍蝇,它每分每秒的反应速度,
对比我们的反应在它们眼里,
我们人类是在慢放。
体型巨大的生命,伴随着衰老,
反应速度越来越慢,时间也骤然缩短。
我随手画一个图:



如果横坐标是OLD年龄,
纵坐标是Reaction 是反应。
横坐标与纵坐标之间的面积,
就是人类确切能够感知到的时间长度,
也就是真正的属于人感知的时间。
因为人是活在感知里的,
并不是活在客观世界中的。
所以横坐标与纵坐标之间的面积,
才是人真正拥有的时间。
那么
童年感知到的时间最多,
仿佛是永无止尽的童年,
过不完的漫长下午。
青年开始下降,
感知到的时间开始不够用,
时间的分量开始缺斤短两。
到老年就迅速缩短,
一天恍惚就过去了,时间迅速塌陷,
命运给了老年人大量的退休时间,
但在他们感知中,也仅仅只是一瞬。
所以珍惜青春吧,
你老了,
你感知到的时间,
也就开始大幅度缩水了。
趁年轻,趁你时间的分量足够,
做你热爱的事情,爱你所爱的人。
珍惜自己的时间。
努力学习,努力提高自己,
要知道现在的你花一个小时,
真实感知到的时间,
几乎等于十年后的你,
苦读数个小时的结果。
你浪费的每一个小时,
其分量是十年后的你的一整个下午。
春天的闹剧,把我留住,
秋天的悲剧,宛如神话。
劝君惜取少年时。
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发表于 2025-5-30 13:11 | 显示全部楼层
谢谢邀请。
先说一下结论,生物通常都具有可以维持节律的特征,这种特征就可以视作对时间的感受。需要强调的是,虽然这些节律会与日照、温度等外界环境的刺激有关,但自然节律本身并不依赖于外部环境。从经典的 「牡蛎给芝加哥带来了海」故事中也能了解到这一点。对人类而言,并非没有感受时间信息的器官,在哺乳动物体内,下丘脑视交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)正是一个产生昼夜节律的结构,这就可以视为是「感受」时间信息的器官,一方面它可以维持相对稳定的周期,也可以在温度和光照的影响下发生一些改变。
正是因为时间的信号过于重要,也过于基础,因此生物才不只是用脑来感知时间,而是在生物结构的各个层级上都产生了固定的周期性,这些周期性既包括像心跳、呼吸这样的节律,更重要的是那些与 24 小时节律有关的一些周期性。对生物的生存和繁殖而言,24 小时的节律是极为重要的,例如植物的光合作用就需要充分利用光照的条件,而光照就是以 24 小时为周期的。例如在细菌中,三种蛋白质分子就可以「组装出」一个与生物钟有关的回路(参见:KaiA - Wikipedia),而细菌群体本身又可以通过离子的传导而在群体中组织出周期性的振荡(参见:细菌相互通讯机制与人类大脑非常相似)……这种周期性的信号是生物体内的「节拍器」,来源于不同层次的一些基本结构和相互作用,与后天的训练等都是无关的。
另外,感谢 @莺柳上@赵思家 的提醒,除了上面提到这些以外,还有很多其它与感知时间有关的神经科学研究:
(1)正如 @莺柳上 提到的那样,在脊髓中,还存在着一种「中枢模式发生器(Central Pattern Generator)」,它可以控制我们的节律性运动,如呼吸、咀嚼、行走等,这类运动一旦开始重复进行,便不需要意识的参与,中枢模式发生器就控制了这些周期性的行为。
(2)关于神经系统对时间的感知,在近年还有一些重要的研究结果。例如在 2015 年 11 月发表的研究,就有科学家们发现,小鼠大脑与空间定位有关的网格细胞(相关发现被授予了 2014 年的诺贝尔奖)可能有比仅仅进行「空间定位」更为复杂的一些功能。例如当小鼠在跑步机上奔跑时,网格细胞会同时记录位置和时间,甚至会记录很多其它信息,为眼前的全部情景进行编码。(这一研究的科普性介绍可以参见:寻找大脑内部的时钟,英文原文:New Clues to How the Brain Maps Time )。
(3)在此基础上,在近期,科学家们还发现,与空间定位有关的这些细胞也不是只负责空间感知,它们还会编码更为复杂的抽象概念。例如让小鼠在实空间的倒空间——频率空间内寻找奖励频率的「导航」任务,最终科学家们发现,这些细胞不但可以编码地理位置信息,又可能单独编码频率信息(参见 @Mon1st  的文章 位置细胞就是概念细胞:“大脑GPS” 编码任务特征空间),这种对频率信息的编码本身也可以看成是某种与时间有关的感知。
总结起来,大脑对时间的「感知」至少可以有两种模式,一种是通过与「空间位置」信息的耦合来形成对时间、频率等其它信息的编码;另一种是通过形成振荡器来产生一定频率的周期运动,这导致了生物各种节律的产生。
当然,在我们的生活经验中,「节律」与「时间」仍然是不同的概念,看起来我们仍然无法感知到具体的「时刻」,我们通过默数等方式的「计时」也常常非常不准确,为什么大脑中没有专门的计时器帮助我们确定具体的时间呢?这的确会与进化的一些原因相关,因为「节律」与「时间」概念的错位是很近代才出现的。直到今天,仍然有很多人在「日出而作,日落而息」,现代意义上,与「节律」不同的、定量化的「时间」概念不是对「人」的「补充」,而是对人的一种重新的塑造。因为现代意义上的「时间」本身就是资本主义经济建构的概念,这方面的讨论其实有很多,宗教、市场(火车)、民族国家等都在「时间」概念的塑造中起到过重要作用。中学课本上的课文、日本经济史学家角山荣的《灰姑娘的时钟》就指出:
而机械时钟所产生的时间,是人为的平均时间。单位时间的长短与季节和场所无关,无论是白天还是夜晚,它都是相同不变的。这就叫定时法则。随着不定时法则向定时法则的转换,人们的生活便通过人为的时间来管理、支配了。 在由自由时间支配的社会中,工匠的工作是以产品为中心的劳动。只要不满意,即便花上几个小时,甚至几天,他们都可以埋头于精品的制作而毫不顾及时间的流逝。然而,伴随着人为时间的确立,工作便开始向受时间约束的雇佣劳动转化。 1563年制定的英国《学徒法》中就有明确的规定。雇佣劳动被清楚地以时间表示出来,而且还特意写明是“时钟显示的时间”。更让我惊异的,是其中附带着的每偷懒1小时则扣除1便士的处罚。如果知道当时工人的日工资一般也就是六七便士,那么,这一处罚是何等残酷,也就可想而知了。由此我们进一步知道,“时间等于金钱”,已在当时的现实生活中占有相当的分量。看来,灰姑娘的童话,应该是这一时代、这一社会的产物。
既然「时间」的概念本身是社会建构的结果,人类社会(尤其是资本主义社会)的历史跟漫长的进化史比起来,实在不值得一提,我们为什么要期待在这么短的时间里就内生地进化出如此现代化的「时间」概念呢?
另外,通常不建议直接提问「为什么……没有进化出……」这样的问题,因为进化本身并非某种理性的设计。这类的问题也常常会变得很荒谬,例如在同样的思路下,我们也可以问出「为什么人类没有进化出电磁炮」这样的问题。
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