想一想!你有没有印象,有人突然将垒球丢向你时,你得花一点时间才会伸手接球(或者躲开)?这是因为当眼睛看见垒球等物体接近时,大脑必须先弄清楚发生了什么事,才能采取行动。在这个实验中,你可以测量你需要多少时间来做出反应,并与朋友和家人比较反应时间。
关键词
反应时间
神经科学
重力
背景说明
你或许不知道,当你的感觉器官接收到来自外界的线索,例如烤饼干的味道、停车号志的色彩、闹钟的铃声等,你得花一点点时间来理解线索并做出反应。在这段时间里,你的大脑接收来自感觉器官的讯息、辨识可能来源、再采取行动,这一点时间称为你的「反应时间」。
这个活动可让你知道你的大脑所需的反应时间,但也运用了某些物理定律。具体说来,你可以使用我们提供的简便对照表,计算你的反应时间,这个图表是以尺落下的速度为依据。我们该怎么知道尺落下的速度?重力会把所有物体以相同速度拉向地球中心,如果你想在家里体验这一点,可以试着从相同高度丢下网球和篮球,这两个球应该会同时落到地面。
实验材料
˙尺(公制或英制)
˙纸
˙铅笔
˙以下的对照表
准备工作
1.这个实验需要用到一些数学技巧。为了简化计算过程,我们在上方提供了对照表,你可以影印在纸上。基本规则是5公分或2英寸约代表100毫秒。
2.在白纸上写下每个实验参与者的名字,包括你自己的名字。这个实验只需要两个人,但人多也不错。并在每个名字底下画五个空格。
实验开始
1.垂直拿着尺,让尺上标示零的位置朝下。
2.请同伴站在你旁边,将手放在尺上标示零的位置下方,准备在尺落下时,用拇指和食指捏住尺。同伴的手指应该放在尺的下方,尽量接近尺的下缘,但不要碰到尺或环绕在尺旁。
3.告诉同伴你会从一数到五,并在这段时间内让尺落下。你的同伴必须尽快用拇指和食指捏住尺。
4.从一数到五,在某一时间点放手让尺落下。
5.你的同伴应该捏住尺了。同伴的反应有多快?同伴的手指接近尺上标示零的位置吗?
6.写下同伴手指在尺上捏住的公分或英寸数字。
7.使用左页的对照表,算出同伴做出反应需要的时间。同伴的反应速度跟你所想的一样吗?
8.请同伴再做四次相同的测试,记下每次的测试数据。同伴的反应时间是否有变化?五次的反应时间是否不同?请改变你放手的时机,例如,你可以先在数到五时放手,再改成数到二时放手。
9.交换角色,同伴负责让尺落下,你来抓住尺,比较你和其他人的测试结果。大多数人的反应时间是否差不多?年纪较大的人反应是否比年纪较轻的人快?女性是否比男性快?
10.另外还可以试试几种变化:如果在放下尺之前先告诉同伴,会有什么状况?反应时间是否会随练习而缩短?
试试看:有谁左右手一样灵巧?再做一次这个实验,比较惯用手(用来写字的手)和另一只手的测试结果。两只手的结果是否有差异?
再试试看:在实验中添加其他让人分心的声音或讯息,例如打开电视或开关手电筒等。在这么多感觉讯息下,你的反应会变慢吗?
结果与观察
你和同伴抓住尺的位置是否多半是15公分左右?什么因素让你花这么长的时间?
一般说来,反应时间是150~300毫秒。如果你觉得这段时间很长,请想想看你做出反应之前发生了多少事情。你的眼睛看见尺落下时,讯息由称为「神经元」的感觉细胞出发,从眼睛传到大脑的视觉皮质,这个区域专门负责理解我们看到的东西。接下来,大脑负责指挥动作的运动皮质必须发送讯号,沿着脊椎神经传到手臂、手和手指的肌肉,要这些肌肉依照适当顺序做出反应,以便抓住尺,而且动作要快!在不到半秒钟的时间内发生了很多事,相当令人惊奇。