人是怎么估计时间的长短的?有类似计时器的机制吗？

检验之星

人是怎么估计时间的长短的?有类似计时器的机制吗？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/20575320

同花顺

首先，支持 @吃虾要吃带籽虾 的回答。
他的回答很好的解释了：
【1】为什么痛苦的时候会觉得时间变慢了？

因为痛苦时更希望时间快点过去，所以负责计时的神经元更活跃，所以对时间更加敏感。

【2】为什么睡着以后感觉不到时间的变化了？

因为睡着以后负责计时的神经元停止工作了。

<hr/>不过我觉得有必要补充的是：
要想计时，就需要定义“一秒”有多长。而无论如何定义，你都需要确保所谓的“一秒”是等长的。通俗来讲就是，计时器的变动必须是匀速的。

计时器就是可以用来计时的工具。
无论是手表,还是太阳,亦或是那个按钮，只要是存在周期性变化的东西，都是计时器。

那么问题来了，何为匀速？比如有一个按钮，它周期性变红变绿。假设初始时是红色，眨眼间变绿了，然后等了好久才又变红，……。
那么，你大概率会觉得这个按钮的颜色不是匀速的。但对于这个按钮来说，或许它觉得它自己就是匀速的，你的眼睛反而不是匀速眨的。那么，到底谁是对的？
我在【揭秘万物本质：时间的本质是周期性变化】也提到了这一点。其实，根本就没有绝对的快慢。所谓时间变快，或者时间变慢，只是不同计时器之间的兼容性而已。
现实中，我们通常以我们自身感受到的时间流速【也就是上面的回答中所讲的那些】作为标准。当且仅当计时器与自身感受的时间流速差不多时，我们才愿意用它来计时。由于任何一种计时器都不可能完全兼容我们的感受，所以我们才会觉得时快时慢。对于上面那个按钮来说，我们不用它计时，只是因为它与我们的感受不兼容罢了。因为不兼容，所以我们认为它是错的。至于它是否认为我们才是错的，我们不关心。

清风寡欲

人类的大脑会对心脏跳动的次数来估算时间的长短。

同花顺

谢邀。
人对时间长短的估计是复杂的过程，涉及心理、生理和认知能力等多因素，有些研究和影视剧对此进行了探索和描述，在完全不能见自然光的场合，例如在地下洞穴系统遇险，如果没有精确计时装置，依靠饥饿饮食和作息时间判断的时间有较大误差； 在荒岛漂流等情形，可以根据日照变化记录时间，相对误差稍小；
在人的前侧下丘脑， 有视交叉上核，也是哺乳动物普遍具有的昼夜节律起搏器， 通过光信号调节24小时周期的节律，可以帮助主体预估日常时间框架，有较高智能的哺乳动物可以根据季节和温度等附加信息调节对于白天黑夜的准确感知；
人体内的神经递质如多巴胺、乙酰胆碱会影响对更短一些时间的感知，基底神经节可以估算短至秒级的时间；
在没有计时工具，及可观察日、月、星位置变化的情况，人对于时间的认知存在主观性，例如我们注意力集中到时间变化，等人或某个活动开始或结束，主观感知的时间显得长，而走神或专注做一些任务时，流逝时间感知变短；
在事件结束后，回忆经历时间长短和这个事件储存在大脑中的刺激点密度有关，如果经历的事件属于初次体验或比较新颖有趣，可回忆点较多，回忆重构时，经历的时间会显得较长，而无趣无聊的事件，经历时可能觉得长，回忆时会感觉时间变短；
人的经验对于估计时间有一定影响，如经常喝一杯奶茶的时间约15分钟，以后可能会无意识地对比锚定的喝奶茶进行判断； 而一些需要技能的活动如开车，刚学会时会感觉时间较长，而每天开车持续2-3年后，开车的大部分动作由习惯和条件反射完成，感觉同样的里程，开车花费的时间会缩短，原因可能新技能尚未熟练掌握时，会调用更多思维的资源，耗用能量和精力更多，感知的过程时间相应变长；
如果有钟表、日光变化、饥渴讯号、演讲剩余时间牌子等提醒，行为人会校正自我时间感知，否则误差会逐渐加大； 例如国外境外的博彩机构会隐藏房间内所有泄露时间线索的物品，如钟表、自然光门窗，TA们大多还可以提供免费的餐食和饮料，以便让客户忘记流逝的时间，并因此在身体精神疲劳状态下，不理智地消费了更多资金；
剧烈的情绪波动也会影响估计时间的长短，因为恐惧、焦虑会放大对时间的敏感，如单人在夜间低光照的户外行走，将感觉时间漫长；但如果是非常愉悦或与自己倾慕的人相处时，主观预估的时间会缩短；
不同的年龄对时间的估计也有差异，儿童和未成年阶段，因为对社会的认知较少，很多事情属于新的体验，感应的时间会相对低估，如小孩子在外面玩，感觉时间流逝慢，大多要家长提醒才想回家；而到了老年阶段，由于身体代谢变慢，每天经历的事情相对固定，记忆点密度降低，也就是值得回忆的新内容不多，可能感觉时间比年轻时流逝加快许多；
时间估计是大脑整合多种因素，不断进行调整的动态过程，会受到很多体内和环境因素影响，例如我们需要集中注意力做一项学习或工作任务时，常低估偶尔看短信息或弹出新闻所花费的时间，评估一项任务需要1小时，如果实际只预留1小时，任务会无法完成，因为干扰如喝水、看手机、有人打扰之类会消耗5%-10%的时间，研究发现通过一些特别的时间管理方法可以提升工作和学习效率；


这种方法是由意大利学者西里洛40年前提出的，核心原理认为普通人大多数只能专注20-30分钟，配合间隔的短时间休息，可以减少分心，缓解疲劳，高效完成任务，具体步骤选择一个相对适合自己目前知识体系和技能的中等难度任务，分解成几个片段，每个片段用一种“番茄钟”进行计时，到了才能接听电话、看手机、回复信息、喝水、去洗手间、吃东西等；期间专注于切割成片段的任务；
25分钟结束后，立即停止任务，起身走动，做一些必须的其它事情，大约使用5分钟时间；
完成4次“番茄任务”，差不多2小时候，进行一次20-30分钟的长时间休息，可以让大脑更充分休息和恢复
有些更有难度的任务，如迫近时间很近的考试或必须几天内完成的工作，对于熟练掌握专注技能的人，可以加大番茄钟的时间，例如增加到60分钟到120分钟，每次间隔充分休息20-30分钟，好处是对于难度更大的任务，缩小所需的预热或收尾耗时占比，这样受到干扰影响可能稍低一些；
供参考。

检验医师

大脑确实有这样的计时器机制。
神经系统的计时原理从物理抽象上来说基本就和我们小学经常会碰到的一种应用题类似：
两地距离L，小明从一头出发以速度v前进，请问小明多长时间能到达另一头？
答案很简单，小明经过 的时间能到达。


更泛化地来说，

而在大脑计时功能中，这个设定值就是某个触发频率，而速率则是频率增长速率。也就是说，当你需要计时的时候，某些神经元的活动频率（脉冲信号频率）会越来越高，当他们到达某一个具体值的时候，会触发相应的下游神经元的活动，不同的下游神经元的触发情况会告诉我们现在过去了10秒还是20秒，完成计时。


神经电路模型

下面我们就从神经电路角度更具体地讲一个蛮精巧的大脑计时模型，叫 斜坡理论 Ramping theory[1]。
斜坡模型类似于一个有四层的神经网络，这四层分级互动以产生斜坡活动和定时反应。神经电路示意图[2]如下（横轴为时间，纵轴为神经元发放脉冲频率）


第一层有点类似感觉神经元，当试验开始，出现提示时，该层神经元会对刺激做出响应，会发放一个脉冲向后传播。即完成了对时间进行编码。之后归于静息状态。
脉冲传给第二层神经元。第二层神经元有一个特殊的设定是具有很强的自激发。所以一旦第一层的脉冲传导过来，第二层神经元也被激发，发放脉冲。但又因为很强的自激发效果，第二层神经元不会马上回归静息状态，而是持续自我激发，保持在一个最大的脉冲发放频率（即强直性，tonic），不断发放脉冲。
这种稳定的兴奋输出到由斜坡单元组成的第三层。斜坡单元也具有递归兴奋（自激发）。然而，与第二层强直单元不同的是，它的自激发比较弱，不足以使它们上升到最大发射率。但仍然有一定强度，以防止发射率衰减。这种经过调谐的递归兴奋有效地允许斜坡单元将来自强直层的输入累积起来。因此，斜坡单位的脉冲发放率将呈现线性增加，其斜率则取决于它们在单位时间内从强直层接收到的净激励。
最后，斜坡层向第四层“阈值”单元输出信号。这一层里的神经元的设定是只有在斜坡达到某一特定发射率时才会被激活。如上图红绿两个不同神经元，绿色神经元在斜坡层的发放率达到较低的一个值时就会被激活，而红色神经元要在斜坡层发放率达到较高的一个数值时才会被激活。这些神经元控制电路的行为输出。一般来说，绿色神经元代表起始阈值单元，它在来自斜坡层的中等输入水平时被激活，启动反应。然后，一旦斜坡上升到更高的活动水平，红色神经元（停止阈值单元）被激活，终止反应。
这样一来我们的神经系统就能根据起始阈值神经元和停止阈值神经元的激活进行一个计算时间间隔的活动了。每个人的神经细胞有所不同，其准确度也因个体、以及个体的经验（对神经网络的训练）而异。
而且这种时间间隔显然取决于斜坡层的斜率（如下图[2]），斜率越小，那么红色神经元激活和绿色神经元激活之间的时间间隔越长。
这个过程就很类似我们前面举的小明跑步的例子，t=L/v


那么下面的问题是要计算不同的时间间隔时，该怎么改变斜坡层的斜率？
上面我们分析到，斜坡层的斜率取决于它们在单位时间内从强直层接收到的净激励。因此，要调整斜率，只需调整提示层在试验开始时激发的强直神经元的数量即可。如下图[2][3]


具体来说，分别以 声音 和 光 作为两种不同信号为例。当声音信号出现时，一个提示单元将激活图示的所有三个强直单元。与此相反，当光出现时，仅有一个不同的提示神经元起作用，且仅激活一个强直单元。这样一来，声音信号带来的强直层激发比光带来的强直层激发更强。从而使得，声音信号斜坡层的斜率更大。那么声音信号的阈值层可能可以在10秒内完成从起始阈值神经元到停止阈值神经元的兴奋，完成10秒的计时。而光信号由于斜率更小，可能需要30秒才能完成从起始阈值神经元激活到停止阈值神经元兴奋的过程。也由此完成了不同的时间间隔计时。
神经-体液相互作用

另外，值得一提的是，这种 t=L/v 的模式，不仅存在于神经系统本身，还可以通过神经-体液调节来进行作用。
比如现在要进行一个很长的计时，神经系统通过自身可能无法达成这么长时间的计时，这时候就可以与体液协同，比如释放某种化学物质，而这种化学物质在人体内会以某个相对稳定的速率被消耗掉。当这种物质的含量小于某个触发值时，又可以激发相应的神经元，从而完成这个较长时间的计时。
<hr/>最后提一下，大脑的计时其实是一个非常复杂的系统，涉及不同脑区、昼夜节律等，即便在神经电路层面也有不同的模型，除了上面说的Ramping model，还有Population-clock model等等很多有趣的模型。本文挂一漏万，感兴趣的朋友可以参考 time perception 时间感知 方面的综述[4]

同花顺

时间本身就是相对的，一个一岁的人，一天相当于1/365，十岁的人，一天相当于1/3650，岁数越长，特定时间在生命中的比例越小，也相对感觉时间过得快。