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摘要l a b s t r a c t 3 第一部分前言。l 一经典时间知觉研究的主要内容1 1 时间知觉概念和时间知觉研究的基本内容l 1 1 时间心理学研究概述1 1 2 时间知觉概念思辨2 1 3 经典时间知觉研究主要内容5 1 3 1 时间观念和时间经验5 1 3 2 从瞬时知觉到持续知觉7 1 3 3 从同时知觉到相继知觉。9 1 3 4 时间知觉阈限1 l 2 时间知觉的理论模型及实验范型1 3 2 1 基于计时装置的生物模型1 4 2 2 认知模型1 6 2 3 综合模型l8 2 4 时序知觉模型18 2 5 时间知觉研究主要实验范式1 9 2 6 时间知觉的神经机制2 1 二信息加工的计时特性2 2 1 信息加工的离散性和振荡过程2 3 2 信息加工的时间绑定2 5 3 对时间知觉的本质的反思2 6 3 1 时间知觉不仅是对“现在 的知觉2 6 3 2 注意选择信息加工的闸门2 8 3 3 分段综合模型的可延展性2 9 视觉信息的注意计时机制实验研究 e i 录 4 选择性注意的计时特性一3 0 4 1 视觉搜索的中注意的计时特性3 l 4 1 1 概念和实验结果3 l 4 1 2 理论解释3 3 4 2 注意瞬脱中注意的计时特性3 5 4 2 1 概念和实验结果3 5 4 2 2 理论解释3 6 4 3 注意计时的神经机制3 8 第二部分问题的提出与研究方案3 9 l 问题的提出3 9 2 研究假设4 2 3 研究方案4 2 3 1 视觉搜索中的注意计时机制4 3 3 2 注意瞬脱的认知神经机制。4 3 第三部分实验研究4 4 l 实验一空间视觉搜索的注意计时特性4 4 1 1 目的4 4 1 2 方法4 4 1 2 1 被试。4 4 1 2 2 仪器和刺激材料4 4 1 2 3 实验和统计程序一4 5 1 3 结果与分析4 6 1 3 1 目标出现条件结果一4 7 1 3 2 目标未出现条件结果5 0 1 4 讨论5 0 1 4 - l 特征搜索和联合搜索加工特点一5 0 1 4 2 空间注意转换时限的下限估计5 2 1 4 3 并行还是串行? 5 3 2 实验二空间系列视觉搜索的注意计时特性5 5 视觉信息的注意计时机制实验研究目录 2 1 目的5 5 2 2 方法5 5 2 2 1 被试5 5 2 2 2 仪器和刺激材料5 5 2 2 3 实验和统计程序5 5 2 3 结果与分析5 6 2 3 1 目标出现条件结果5 7 2 3 2 目标未出现条件分析结果5 7 2 4 讨论! ;9 2 4 1s o a 和难度效应。5 9 2 4 2 空间选择和时间选择。6 0 3 实验三r s v p 视觉搜索的注意计时特性6 l 3 1 目的6 1 3 2 方法6l 3 2 1 被试:6l 3 2 2 仪器和刺激材料6 2 3 2 3 实验和统计程序。6 2 3 3 结果与分析6 2 3 3 1 目标出现条件结果6 3 3 3 2 目标未出现条件结果6 4 3 4 讨论“ 3 4 1s o a 效j 立6 4 3 4 2 难度效应。6 6 4 实验四r s v p 双任务检测作业中的注意瞬脱效应6 7 4 1 目的:6 7 4 2 方法6 7 4 2 1 被试6 7 4 2 2 仪器和刺激材料6 8 4 2 3 实验和统计程序6 8 视觉信息的注意计时机制实验研究 目录 4 3 结果与分析一6 9 4 4 讨论7 0 4 4 1 注意瞬脱效应的分离及解释7 0 4 4 2 注意瞬脱中选择性注意的动态分配7 l 4 4 3 注意瞬脱和视觉搜索的区别7 2 5 实验五不同呈现时距下的注意瞬脱效应。7 3 5 1 目的7 3 5 2 方法7 3 5 2 1 被试7 3 5 2 2 仪器和刺激材料7 3 5 2 3 实验和统计程序7 4 5 3 结果与分析7 5 5 - 3 1t 1 、t 2 正确率的整体分析7 5 5 3 2 分离a b 的简单效应检验7 7 5 4 讨论7 8 5 4 1 注意瞬脱效应的普遍性7 8 5 4 2 注意瞬脱中的对比增益效应7 9 第四部分总结8l l 总的讨论8 l 1 1 视觉搜索中的注意计时特性及其影响因素8l 1 2 注意的空间选择8 2 1 3 前注意还是注意8 3 1 4 视觉信息加工的多阶段历程8 4 2 本研究价值、不足与改进的方向。:一8 7 3 总的结论:。8 8 参考文献9 0 附 录9 8 后 记1 l7 i v 视觉信息的注意计时机制实验研究 摘监 视觉信息的注意计时机制实验研究 基础心理学专业 认知过程方向 博士研究生 寺旨导教师 摘要 凤四海 黄希庭教授 时间知觉即“知觉到的现在一,其约3 秒钟的时间范围是产生“现在感”的基础,同 时也是信息得以进行时间整合并形成统一的知觉对象的基础。时间知觉的时间范围提供 了一个人类有意识信息加工活动时间窗口,也反映了人类动作行为的基本时间组织。 本研究依据“分段综合模型一对时间知觉的概念界定,在综述经典时间知觉研究和 信息加工计时特性有关研究的基础上,提出时间知觉反映了有意识信息加工的时间限度 的假设;同时直接以视觉信息的注意加工为对象,设计了五个实验系统考察视觉信息的 选择性注意计时特性,揭示其时间限度。 实验一实验三分别采用空间视觉搜索、空间快速序列视觉搜索以及标准快速序列视 觉搜索三种范式考察视觉搜索中的注意计时特性,并同时考察空间位置( 实验一、二) 、 搜索任务类型( 实验一) 、显示集容量( 实验一、二、三) 、项目间时间间隔( 实验二、 三) 、项目可区分度( 实验一、二、三) 等因素对于视觉搜索作业的影响。实验四、五采 用快速序列视觉呈现双目标任务考察注意瞬脱现象及在改变任务目标和任务类型、项目 呈现时距条件下注意瞬脱效应的普遍性,进一步揭示视觉信息加工中注意的计时特性。 本研究条件下得出如下主要结论: l 空间搜索中,特征搜索和联合搜索都包含并行和串行加工成分;被试作业反应时 随显示集容量增大而增大,随项目可区分皮减小而增大; 2 空间序列搜索中,联合搜索正确率随项目呈现时距和可区分度增大而提高,目标 未出现时正确率更高;注意资源可能在各加工阶段间进行动态的分配: 3 标准序列搜索中,被试作业正确率随项目呈现时距增大而提高;该条件。l - s 口ii i | i i j i i 视觉信息的注意计时机制实验研究 摘要 的遮蔽抵消了难度效应;目标未出现时正确率更高,同样也反映了注意的灵活性; 4 标准序列呈现双任务作业范式中,双目标任务条件下,被试对第二个目标的加工 相对单目标任务在第一个目标呈现后2 0 0 - - 4 0 0 m s 出现损伤,表现出明显的注意瞬脱效应: 5 采用相同范式,变化三种项目呈现时距( 6 0 、8 0 、l o o m s ) ,改变目标项类型和作 业类型,仍分离出较明显的注意瞬脱效应:注意瞬脱所反映的不是知觉组织阶段的加工 特点,而是知觉后乃至工作记忆加工的计时特点; 6 视觉搜索和注意瞬脱反映了不同的注意计时特性,注意瞬脱牵涉到对两个序列目 标的觉察,此时注意转换的时间限度为约2 0 0 - - 4 0 0 m s 。视觉搜索只牵涉到单个目标的检 测,以反应时为指标得到约1 0 0 - - - 1 5 0 m s 每项的注意转换速度估计,但其中可能杂揉了空 间并行加工和外显眼动的影响;以正确率为指标,在空间序列搜索中得到注意选择的时 间解析度至少可达到8 0 - - 1 6 0 m s 每项;在遮蔽比较明显的标准序列搜索中,该时间解析度 至少也可达到1 6 0 m s 每项。 7 视觉搜索更多地反映了注意的早期选择瓶颈;注意瞬脱则更多地反映了注意的晚 期选择瓶颈;可以尝试用一个多阶段注意选择理论来整合这两个领域的争论。 本研究从理论上辨析了经典时间知觉的研究内容,阐明了时间知觉本质上反映了有 意识信息加工的时间限度,因而可以据此统合经典时间知觉和当代认知神经科学对信息 加工计时特性的研究。据此,本研究从注意的有意识觉察本质出发,首次直接以注意的 计时特性为研究对象,突出了注意乃至有意识信息加工时间维度上的限度:并尝试用一 个整合的多阶段理论揭示有意识信息加工存在普遍但分层级的时间限度,丰富了时间知 觉研究和分段综合模型。本研究还揭示出时间维度上的注意选择普遍存在于信息加工的 各阶段,因而视觉搜索和注意瞬脱领域中的一些争论得到了较好的整合。本研究的创新 点还表现在将视觉搜索和注意瞬脱等范型引入时间知觉领域;综合采用空间、空间序列、 标准序列视觉搜索、注意瞬脱等多种实验范式以及反应时、正确率多种指标系统考察注 意的计时特性及其影响因素,体现了分段综合模型所建议的多范式、多方法、多因素的 综合研究取向在揭示时间知觉本质中的生命力。 最后在指出本研究内容、方法等方面不足的基础上给出了今后进一步改进的方向。 关键词:时间知觉时间信息j n t 信息:r o t 时间特性选择性注意视觉搜索注意瞬脱 注意计时机制 2 视觉信息的注意计时机制实验研究 a b s t r a c l t h ee x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho nt h ea t t e n t i o n a l t i m i n gm e c h a n i s mo fv l s u a li n f o r m a t i o n m a j o r :b a s i cp s y c h o l o g yp h d c a n d i d a t e :f e n gs i h a i s p e c i a l t y :c o g n i t i v ep r o c e s ss u p e r v i s o r :p r o f e s s o rh u a n gx i t i n g a b s t r a c t t u n ep e r c e p t i o n , b e i n gr e g a r d e da sp e r c e i v e dp r e s e n t , h a sat h r e e - s e c o n da r o u n dt e m p o r a l e x t e n tw h i c hi su n d e r l y i n gt h es e n s eo fp r e s e n t a l s o ,i ti ss u b s t r a t ef o rt e m p o r a li n t e g r a t i o no f i n f o r m a t i o n sf r o mw h i c hu n i t a r ya n dc o h e r e n tp e r c e p t sa r ee s t a b l i s h e d t h er a n g eo fp e r c e i v e d p r e s e n tr e p r e s e n t e dab a s i ct e m p o r a lo r g a n i z a t i o no fh u m a n s m o t i o nb e h a v i o r s ,a sw e l la s p r o v i d i n gat e m p o r a lw i n d o w f o rt h ea c t i v i t i e so fc o n s c i o u si n f o r m a t i o np r o c e s s i n g t h i sr e s e a r c h , b e g i n n i n g 、i t ht h ed e f i n i t i o no ft i m ep e r c e p t i o nb a s e d0 1 1r a n g e - s y n t h e t i c m o d e l ,r e v i e w e dc l a s s i c a lr e s e a r c h e so nt i m ep e r c e p t i o na n du p d a t e dr e s e a r c h e sr e l a t e d 谢t l l 鼍 t e m p o r a lp r o c e s s i n go fi n f o r m a t i o n t h e n ,i tw a ss u g g e s t e dt h a tt i m ep e r c e p t i o nr e p r e s e n t e d t h et i m el i m i t so fc o n s c i o u si n f o r m a t i o np r o c e s s i n g b a s e do nt h i sh y p o t h e s i s ,f i v ee x p e r i m e n t s w e r ed e s i g n e dt oe x p l o r et h et i m i n gm e c h a n i s m s ,e s p e c i a l l yt h et i m el i m i t s ,o fs e l e c t i v e a t t e n t i o nf o rv i s u a li n f o r m a t i o np r o c e s s i n g t h r e ep a r a d i g m s ,n a m e da ss p a t i a ls e a r c h ,s p a t i a lr s v ps e a r c h ,a n ds t a n d a r dr s v p s e a r c h ,w e r eu s e dr e s p e c t i v e l yi nf i r s tt h r e ee x p e r i m e n t st oe x p l o r et h ea t t t e n t i o n a lt i m i n g m e c h a n i s mu n d e r l y i n gv i s u a ls e a r c h a l s o ,t h ee f f e c t so fs p a t i a ll o c a t i o n ( e x p t 1a n d2 ) , s e a r c ht a s k ( e x p t 1 ) ,s e t s i z c ( e x p t 1 ,2a n d3 ) ,s o ab e t w e e ni t e m s ( e x p t 2a n d3 ) ,a n d d i s c r i m i n a t i o no fi t e m s ( e x p t 1 ,2a n d3 ) o nt h ep e r f o r m a n c eo fv i s u a ls e a r c hw e r ee x a m i n e d e x p e r i m e n t4a n d5b o t hu s e ds t a n d a r dr s v pp a r a d i g mw i t hd o u b l et a s kt oe x p l o r et h e p h e n o m e n o nc a l l e d a t t e n t i o n a lb l i n k ( a b ) f u r t h e r , t h ea v a i l a b i l i t yo fa be f f e c tu n d e r c o n d i t i o n sw i t hd i f f e r e n tt a r g e ti d e n t i t i e s ,t a s kr e q u i r e m e n t sa n dp r e s e n t i n gd u r a t i o n so fi t e m s 视觉信息的注意计时机制实验研究a b s t r a ( 了r w a se x a m i n e dt ou n c o v e rt h ea t t e n t i o n a lt i m i n gm e c h a n i s mo fv i s u a li n f o r m a t i o np r o c e s s i n g 1 1 1 ep r e s e n tr e s e a r c hc o n c l u d e dt h a t : f i r s t l y , b o t l ip a r a l l e la n ds e r i a lc o m p o n e n tw a sf o u n d e di nf e a t u r ea n dc o n j u n c t i o ns e a r c h i ns p a t i a ls e a r c hp a r a d i g m ,i nw h i c ht h er to fs u b j e c t s p e r f o r m a n c ea l s oi n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo fs e t s i z ea n dd e c r e a s eo fd i s c r i m i n a t i o na m o n gi t e m s s e c o n d l y , t h ec o r r e c tr a t i oo fs u b j e c t s p e r f o r m a n c ei nc o n j u n c t i o ns e a r c hi n c r e a s e d 、i t l l t h ei n c r e a s eo fb o t hs o aa n dd i s c r i m i n a t i o na m o n gi t e m s ,诵t l lh i g h e rc o r r e c tr a t i o su n d e rt h e t a r g e t a b s e n tc o n d i t i o n , i ns p a t i a lr s v ps e a r c hp a r a d i g mw h i c hr e f l e c t e dd y n a m i ca l l o c a t i o n o fa t t e n t i o nr e s o u r c ei nm u l t i p l es t a g e so fp r o c e s s i n g t h i r d l y , t h ep e r f o r m a n c eo fs u b j e c t si n c r e a s e d 、i t l lt h ei n c r e a s eo fs o aa n dt h ee f f e c to f d i s c r i m i n a t i o nw a sl o s tb e c a u s eo ft h em a s k i n gb e t w e e ni t e m si ns t a n d a r dr s v ps e a r c h p a r a d i g m a l s o ,h i g h e rc o r r e c tr a t i o su n d e rt h et a r g e t a b s e n tc o n d i t i o nw e r ea r g u e da s r e f l e c t i n gt h ef l e x i b i l i t yo fa t t e n t i o np r o c e s s e s f o u r t h l y , t h ep e r f o r m a n c eo fs e c o n dt a r g e t ( 配) d e t e c t i o nw a gi m p a i r e di nc o n d i t i o no f d u a l - t a r g e tt a s kc o m p a r e d 、玑t hs i n g | e - t a r g e tt a s ki nt h et i m er a n g eo f2 0 0t o4 0 0i l l sa f t e rt h e o n s e to ff i r s tt a r g e ti ns t a n d a r dr s v pp a r a d i g m 诵t 1 1d o u b l et a s k s ,w h i c hr e p r e s e n t e d r e m a r k a b l ea t t e n t i o n a lb l i n ke f f e c t f i f t h l y , 、舫t l lt h es a m ep a r a d i g m , s i g n i f i c a n ta be f f e c tw a sf o u n du n d e rt h ec o n d i t i o n so f d i f f e r e n tt a r g e ti d e n t i t ya n dt a s kr e q u i r e m e n t , w h i c hs u g g e s t e dt h a tt h i se f f e c tr e p r e s e n t e dt h e a t t e n t i o n a lt i m i n gc h a r a c t e r i s t i co f p o s t p e r c e p t u a la n de v e nw o r k i n gm e m o r yp r o c e s s i n g , r a t h e r t h a ni nt h es t a g eo fp e r c e p t u a lo r g a n i z a t i o n s i x t h l y , a t t e n t i o n a l b l i n ka n dv i s u a ls e a r c h r e p r e s e n t e d d i f f e r e n ta t t e n t i o n a l t i m i n g m e c h a n i s m n ef o r m e ri n v o l v e dt h ea w a r e n e s so ft w ot a r g e t sa n dt h et i m el i m i to fa t t e n t i o n s w i t c h i n gh e r ew a se s t i m a t e da s2 0 0t o4 0 0m sa r o u n d n el a t t e r , v i s u a ls e a r c h ,i n v o l v e dt h e d e t e c t i o no fs i n g l et a r g e ta n dt h es p e e do fa t t e n t i o ns w i t c h i n gw a se s t i m a t e da slo ot o15 0i n s p e ri t e m ,w h i c hm a yi n c l u d et h ee f f e c to fs p a t i :i ls e r i a lp r o c e s s i n ga n do v e r te y em o v e m e n t , 晰t l lt h ei n d e xo fr e a c t i o nt i m e o nt h eo t h e rh a n d ,t h et e m p o r a lr e s o l u t i o no fa t t e n t i o n s e l e c t i o nw a se s t i m a t e da s8 0t o16 0m sp e ri t e mi nt h es p a t i a l l ys e r i a ls e a r c ha n d16 0m sp e r i t e mi nt h es t a n d a r ds e r i a ls e a r c h 、i t i lr e m a r k a b l em a s k i n ge f f e c t s ,r e s p e c t i v e l y , b o t h 埘t ht h e i n d e xo fc o r r e c tr a t i o 4 视觉信息的注意计时机制实验研究 a b s t r c t l a s t l y , v i s u a ls e a r c ha n da t t e n t i o n a lb l i n kr e p r e s e n t e dm o r eo nt h eb o t t l e n e c ko fe a r l y a t t e n t i o n s e l e c t i o na n do fl a t es e l e c t i o n ,r e s p e c t i v e l y t h u s ,at h e o r yo fm u l t i - s t a g es e l e c t i o n w a su s e dt oi n t e g r a t et h ed e b a t e sb e t w e e nt h et w of i e l d s b a s e do nt h et h e o r e t i c a la n a l y s i so ft h ec o n t e n t so fc l a s s i c a lt i m ep e r c e p t i o ns t u d i e s ,t h e p r e s e n tr e s e a r c hd e m o n s t r a t e dt h a tt i m ep e r c e p t i o ni nr m t u r er e p r e s e n t e dt h et i m el i m i t so f c o n s c i o u si n f o r m a t i o np r o c e s s i n g i tm a yb eu s e dt oi n t e g r a t et h ef i e l d so fc l a s s i c a lt i m e p e r c e p t i o na n do ft e m p o r a lp r o c e s s i n go fi h f o r m a t i o ni nc o n t e m p o r a r yc o g n i t i v en e u r o s c i e n c e b a s e do nt h en a t u r eo fc o n s c i o u sa w a r e n e s s ,t h ea t t e n t i o n a lt i m i n gw a sd i r e c t l ys t u d i e d ,w h i c h e m p h a s i st h e l i m i t so fa t t e n t i o na n de v e nc o n s c i o u si n f o r m a t i o np r o c e s s i n gi nt e m p o r a l d i m e n s i o n a l s o ,a ni n t e g r a t e dt h e o r yo fm u l t i s t a g ew a su s e dt oi n d i c a t e dt h a tt h e r ee x i s t u n i v e r s a lb u tm u l t i p l el e v e l so ft e m p o r a ll i m i t s ,w h i c he x p a n d e dt h es t u d i e so nt i m ep e r c e p t i o n a n dr a n g e - s y n t h e t i cm o d e l t h ep r e s e n tr e s e a r c ha l s oi n d i c a t e dt h a tt h ea t t e n t i o ns e l e c t i o ni n t h et i m ed i m e n s i o no e e u r r e x li nm u l t i p l es t a g e so fi n f o r m a t i o np r o c e s s i n g ,w h i c hm a d ei t p o s s i b l et oi n t e g r a t ed e b a t e si nv i s u a ls e a r c ha n da t t e n t i o n a lb l i n k a tl a s t , t h ep r e s e n tr e s e a r c h d e m o n s t r a t e di t sv a l u eb yi n t r o d u c i n gv i s u a ls e a r c ha n da t t e n t i o n a lb l i n kp a r a d i g m si n t of i e l d o ft i m ep e r c e p t i o na n du s i n gv a r i e de x p e r i m e n t a ld e s i g n sa n di n d i c e st oe x p l o r et i m i n go f a t t e n t i o na n df a c t o r sa f f e c ti t t h i sl a s tp o i n tr e p r e s e n t e das y n t h e t i cr e s e a r c ha p p r o a c hw i t l l m u l t i p l ep a r a d i g m s ,m u l t i p l em e t h o d sa n dm u l t i p l ef a c t o r ss u g g e s t e db yr a n g e s y n t h e t i cm o d e l , w h i c hw i l ls h o wi t sv i t a l i t yi nu n c o v e r i n gt h en a t u r eo f t i m ep e r c e p t i o n a st h ee n d , f u r t hr e s e a r c hs u g g e s t i o n sw e r ep r o v i d e db a s e do nt h ed e f i c i e n c i e so fp r e s e n t r e s e a r c ho nt h er e s e a r c hc o n t e n t s ,m e t h o d s ,a n ds oo n k e yw o r d s :t i m ep e r c e p t i o n , t e m p o r a li n f o r m a t i o np r o c e s s i n g ,t e m p o r a lp r o c e s s i n go f i n f o r m a t i o n , s e l e c t i v ea t t e n t i o n , v i s u a ls e a r c h , a t t e n t i o n a lb l i n k , a t t e n t i o n a lt i m i n gm e c h a n i s m 5 , 视觉信息的r e 意计时机制实验研究第一部分i i 占 第一部分前言 就时间有别于其他事件的特性而言,我们并非知觉时间这种事物,而是知觉时间上 的变化或事件,以及事件间的时间关系。正如可以谈论对空间以及物体间空间关系的知 觉一样,“知觉到一件事情紧接着另一件事情 同样可以被谈论。从这个意义上说,时间 既是能够引发变化体验的信息加工对象,也可以被视为信息加工的构成要素。 一经典时间知觉研究的主要内容 1 时间知觉概念和时间知觉研究的基本内容 1 1 时间心理学研究概述 时间和空间历来是哲学上的重要概念,由于二者存在许多相类似的特性,哲学家常 常将它们放在一起讨论。自柏格森( h l b e r g s o n ) 首先从哲学上对两者做出区分并将前 者至于更优越的位置以来,特别是伴随着近代哲学和自然科学中对时间的发现,时间本 体从空间化的时间中分离出来,其重要性在越来越多的哲学、社会学、历史学、心理学、 文化学与人类学研究中得到体现( 吴国盛,1 9 9 6 ) 。“时间 作为一个独立的范畴越来越表 现出对许多概念的统摄能力和对客观世界统一性的重要意义,也因而整合了诸多学科的 综合研究。一个重要的标志事件是上世纪6 0 年代弗雷泽( j t f r a s e r ) 发起创建了“国 际时间研究会”( i n t e r n a t i o n a ls o c i e t yf o rt h es t u d yo ft i m e ,i s s t ) 并阶段性地出版收录各 学科时间研究成果的文集,目前该文集已出版11 部。 作为人类基本生活的经验,时间引起的反思几乎见诸于所有哲学家的著作中,但以 康德( i m m a n u e lk a n t ) 为代表的哲学家认为时间先验于人类的经验因而不可能在心理学 上对之加以科学的研究,康德主义框架( k a n t i a nf r a m e w o r k ) 阻碍了时间心理学 ( p s y c h o l o g yo f t i m e ) 的实验研究。伴随着物理学特别是计时工具的发展、医学和神经生 理学研究的发展以及心理物理学的发展,近代科学心理学几乎自诞生之日起就将时间作 为一个基本问题加以研

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