Куда летит время. Увлекательное исследование о природе времени

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.