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시간 지각

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목차

1. 개요

시간 지각은 뇌의 다양한 영역에서 처리되는 밀리초에서 일주기 시간에 이르는 시간 범위를 인지하는 능력이다. 뇌의 시간 지각 메커니즘에 대한 여러 이론이 존재하며, 시간 기억의 강도 모델과 추론 모델이 대표적이다. 동물 연구를 통해 시간 지각 능력이 대사율과 관련이 있으며, 다양한 종에서 시간 간격을 추정하고 비교하는 능력이 있음이 밝혀졌다. 시간 지각은 사건의 기간, 시간 순서, 시제 등 다양한 방식으로 나타나며, 시간 착각, 즉 망원경 효과, 피어오르트의 법칙, 기묘 효과 등과 같은 왜곡 현상이 발생할 수 있다. 감정 상태, 연령, 약물, 체온 등 다양한 요인이 시간 지각에 영향을 미치며, 소셜 네트워크 분석 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

2. 시간 지각의 생물학적 기반

시간 지각은 뇌의 여러 영역에서 다양한 시간 범위를 처리하기 때문에, 일반적으로 다음 세 가지로 분류된다.[5]


  • 1초 미만의 시간 (밀리초 단위)
  • 구간 시간 (초~분 단위)
  • 일주기 시간


뇌의 시간 지각 메커니즘에 대한 여러 이론과 계산 모델이 존재한다. 윌리엄 J. 프리드먼(William J. Friedman, 1993)은 시간 감각에 대한 두 가지 이론을 제시했다.[121][6][7]

  • '''시간 기억의 강도 모델''': 시간이 지남에 따라 지속되는 '기억 흔적'을 가정하며, 이를 통해 기억의 강도에서 기억의 나이(얼마나 오래되었는지)를 판단할 수 있다. 이는 최근 사건에 대한 기억이 더 먼 기억보다 빨리 사라질 수 있다는 사실과 상충된다.
  • '''추론 모델''': 사건의 시간을 해당 사건과 날짜 또는 시간이 알려진 다른 사건 간의 관계에 대한 정보에서 추론한다고 제안한다.


또 다른 가설은 특정 간격 동안 뇌의 무의식적인 "펄스" 계산과 관련되어 생물학적 스톱워치를 형성한다는 것이다. 이 이론은 뇌가 추적되는 작업 유형에 따라 여러 생물학적 스톱워치를 독립적으로 실행할 수 있다고 제안한다. 펄스의 근원과 특성은 불분명하며,[8] 뇌 해부학 또는 생리학과의 일치 여부도 아직 알려지지 않았다.[82]

2. 1. 신경 메커니즘

시간 지각은 뇌의 서로 다른 영역에서 다양한 시간 범위를 처리하기 때문에, 일반적으로 다음 세 가지로 분류된다.[5]

  • 1초 미만의 시간 (밀리초 단위)
  • 구간 시간 (초~분 단위)
  • 일주기 시간


뇌의 시간 지각 메커니즘에 대한 여러 이론과 계산 모델이 존재한다. 윌리엄 J. 프리드먼(William J. Friedman, 1993)은 시간 감각에 대한 두 가지 이론을 제시했다.[121][6][7]

  • 시간 기억의 강도 모델: 시간이 지남에 따라 지속되는 '기억 흔적'을 가정하며, 기억의 강도를 통해 기억의 나이(얼마나 오래되었는지)를 판단할 수 있다. 하지만 이는 최근 사건에 대한 기억이 더 먼 기억보다 빨리 사라질 수 있다는 사실과 모순된다.
  • 추론 모델: 사건의 시간을, 해당 사건과 날짜 또는 시간이 알려진 다른 사건 간의 관계에 대한 정보로부터 추론한다고 제안한다.


또 다른 가설은 특정 간격 동안 뇌의 무의식적인 "펄스" 계산과 관련하여 생물학적 스톱워치를 형성한다는 것이다. 이 이론에 따르면 뇌는 추적되는 작업 유형에 따라 여러 생물학적 스톱워치를 독립적으로 실행할 수 있다. 그러나 펄스의 근원과 특성은 불분명하며,[8] 뇌 해부학 또는 생리학과의 일치 여부도 아직 알려지지 않았다.[82]

2. 2. 동물 연구

최근 역사에서, 생태학자들과 심리학자들은 비인간 동물에게 시간 지각 능력이 있는지, 있다면 어떻게 나타나는지, 그리고 시간 지각 능력이 어떤 기능적 목적을 수행하는지에 대해 관심을 가져왔다. 연구 결과에 따르면 척추동물과 무척추동물을 포함한 많은 종의 동물들이 인지 능력을 가지고 있어, 인간과 유사한 방식으로 시간 간격과 지속 시간을 추정하고 비교할 수 있다.[16]

경험적 증거에 따르면 대사율이 동물의 시간 지각 능력에 영향을 미친다.[17] 일반적으로, 분류군 내와 분류군 간 모두에서, 빠른 대사율을 가진 작은 크기의 동물(예: 파리)은 느린 대사율을 가진 더 큰 크기의 동물보다 시간을 느리게 경험한다.[18][19] 연구자들은 이것이 작은 몸집의 동물들이 일반적으로 작은 규모의 시간을 더 잘 인식하고 더 민첩한 이유일 수 있다고 추측한다.[20]

다음은 다양한 동물 종의 시간 지각 능력에 대한 연구 결과이다.

동물연구 내용
금붕어파블로프 조건화를 통해 짧은 시간 후에 빛 자극을 받은 후 혐오적인 전기 충격을 받도록 훈련되었다. 전기 충격 시간 즈음에 전반적인 활동 증가를 보였으며, 이는 금붕어가 시간 간격을 인식하고 회피 반응을 시작할 수 있음을 시사한다.[21]
황금 비늘치, 왜성 이나가시간-장소 학습이라고 하는 특정 위치와 하루 중 특정 시간에 식량 공급원을 연관시키는 능력을 입증했다.[22][23]
이나가포식 위험을 기반으로 시간-장소 학습을 테스트했을 때, 시공간 패턴을 포식자의 존재 또는 부재와 연관시킬 수 없었다.
도롱뇽눈이 다른 자극을 인지하는 방식에서 직관에 반하는 시간의 방향에 대한 반응을 보였다.[24]
별똥별먹이를 규칙적인 간격과 확률적 간격으로 얻는 것 사이에서 선택할 때, 두 가지 유형의 간격을 구별할 수 있으며, 일관되게 가변적인 간격으로 먹이를 얻는 것을 선호한다.[25]
비둘기하루 중 다른 시간을 구별할 수 있으며 시간-장소 학습을 보인다.[26] 외부 단서와 무관한 내부 타이머(일주기 타이머)를 사용할 수 있다.[27] 그러나 에너지 자원을 절약하기 위해 가능하다면 비일주기 타이밍 메커니즘으로 전환한다.[28] 다양한 지속 시간(몇 초 단위)의 단서를 구별할 수 있지만, 청각 단서를 타이밍할 때 시각 단서를 타이밍할 때보다 정확성이 떨어진다.[29]
개분 단위에서 수 시간에 이르는 기간을 다르게 인식할 수 있다. 주인이 더 오랫동안 혼자 내버려 둔 경우, 주인이 돌아왔을 때 강도가 증가하는 반응을 보였다.[30]
암컷 멧돼지며칠 간의 시간 간격을 정확하게 추정할 수 있지만, 분 단위의 시간 간격은 정확하게 추정할 수 없었다.[31]
실험쥐특정 기간의 신호에 반응하는 것을 배울 수 있지만, 더 짧거나 더 긴 기간의 신호에는 반응하지 못한다.[32] 시간-장소 학습을 시연했으며, 일련의 사건을 따라 특정 작업에 대한 정확한 타이밍을 추론하는 법을 배울 수도 있다.[33] 비둘기와 마찬가지로 쥐도 하루 중 시간을 구별하기 위해 일주기 타이밍 메커니즘을 사용할 수 있다고 생각된다.[34]
꿀벌
꽃가루와 꿀을 싣고 벌집으로 돌아오는 꿀벌
꿀을 싣고 벌집으로 돌아갈 때, 군체 내 꿀 채집 속도와 꿀 가공 속도의 현재 비율을 알아야 한다. 이를 위해 꿀벌은 먹이를 저장하는 꿀벌을 찾는 데 걸리는 시간을 추정한다.[35] 또한 먹이를 내리는 데 걸리는 시간을 비교하여 꿀의 품질을 평가한다. 꿀벌은 자신의 내리는 시간을 벌집에 있는 다른 일벌들의 내리는 시간과 비교하여 그에 따라 모집 행동을 조정한다.[36] 마취가 생체 시계를 방해하고, 꿀벌의 시간 인식을 손상시킨다.[37] 6시간 동안의 전신 마취가 낮 동안 유도된 경우 꿀벌의 먹이 활동 시작을 유의미하게 지연시켰지만, 밤 동안 유도된 경우에는 그렇지 않았다.[38]
뒤영벌특정 시간 간격(보통 시작 신호 후 몇 초)이 경과한 후 자극에 반응하도록 훈련될 수 있다. 여러 간격 시간을 동시에 학습할 수도 있다.[39]
Myrmica 속의 개미 세 종다른 시간에 먹이를 주는 것과 연관시키도록 훈련시켰을 때, 대부분의 개체들이 예상된 시간에 먹이 장소에 나타났으며, 이는 개미가 시간의 흐름을 추정하고, 예상된 먹이 시간을 기억하며, 예측적으로 행동할 수 있다는 것을 시사한다.[40]


3. 시간 지각 이론의 발전

시간 지각 이론은 철학과 심리학에서 다양하게 발전해 왔다.

철학에서 데이비드 흄은 시간 관념이 모든 종류의 지각 경험에서 유래한다고 보았다. 앙리 베르그송은 기억과 시간의 관계를 원뿔 모형으로 설명하며, 순수한 기억과 현재 지각이 혼합되어 나타난다고 주장했다. 에드문트 후설은 현상학적 관점에서 의식의 절대적 흐름 속에서 시간이 구성된다고 보았으며, '살아있는 현재'라는 개념을 통해 시간성의 근원을 설명했다.

심리학에서는 시간 지각을 1초 미만의 시간, 구간 시간, 일주기 시간의 세 가지 범위로 분류하고, 각 범위가 뇌의 서로 다른 영역에서 처리된다고 본다. 시간 지각 메커니즘에 대한 이론으로는 기억 흔적의 강도로 시간을 판단하는 '흔적 모델'과 사건 간의 관계를 통해 시간을 추론하는 '추론 모델' 등이 제시되었다.

3. 1. 철학의 시간 이론

흄은 시간 관념이 모든 종류의 지각 계기에서 유래한다고 설명한다. 흄의 관념 이론에 따르면, 물체의 최소 성분들이 더 이상 쪼갤 수 없는 관념으로 재현된다면, 추상 관념인 시간 또한 여러 부분으로 나눌 수 있다. 그러나 시간 관념에서 나뉜 부분들은 그 자체로 무(無)이므로, 생각할 수 있는 관념이 되려면 실재하는 것의 도움이 필요하다. 로크에 따르면, 지각 한계를 넘어서는 외부 대상의 영향력은 사유에 변화를 주지 않는다. 대상의 계기가 실재해도 지각할 수 없으면 시간을 짐작할 수 없다. 흄은 시간은 자체로 생각될 수 없고, 물질의 계기(변화)가 있을 때만 관념으로 주어진다고 주장한다. 시간은 실체라기보다는 대상들의 존재 방식, 또는 질서에 대한 관념이다.

베르그송은 물질과 기억에서 기억과 시간의 관계를 모델로 제시한다. 기억은 이미지로 논해지며, 순수한 기억과 암기된 기억으로 나뉜다. 이미지로 떠오른 기억은 상상으로 현실화, 현재화되어 현재 상황에 따라 선택적으로 사용되지만, 진짜 기억은 이중 작업을 통해 의식에 떠오르면서도 여전히 과거에 위치한다. 순수한 기억은 이미지화되기 전의 순수한 잠재성 형태로 존재하며, 잠재성은 현실성과 마찬가지로 충분히 존재하는 것으로서 현재는 항상 과거와 공존한다. 과거와 현재는 수학적 연속체의 무한소 영역처럼 순간적인 과정을 통해 자리를 대신한다.

순수한 기억은 시간성으로서 현재에 위치하는 순수한 지각과 대비되어, 시간성으로서 과거에 잠재적으로 존재하며 실제 삶에서는 거의 혼합되어 나타난다. 실제적 유용성을 갖는 습관적 기억과 단순히 보존되는 기억 또한 혼합적으로 존재한다. 베르그송의 원뿔 그림에서 원뿔 전체는 개인 기억의 총체, 밑면 AB는 잠재성으로 존재하는 진정한 기억이다. 원뿔 꼭짓점 S는 이미지들로 구성된 세계인 평면 P에 지각을 통해 항상 맞닿아 있다. 시간이 흐르며 평면 P를 향해 S가 나아가고 기억들은 AB에 누적된다. 꼭짓점 S와 AB의 상호작용으로 순수한 기억과 현재로 끌어들여지는 습관적 기억이 서로 보완된다.

후설의 시간[130] 연구는 <내재적 시간의식의 현상학 강의>에 자세히 나타난다. 현상학이란 의식의 현상학을 의미한다. 의식이 최저 단계로 환원되어 절대적 흐름을 이룰 때, 그 안에서 객관 시간이나 내재적 대상이 구성된다면 그것이 곧 시간성이다.

후설의 시간 이론에서 '''자아론적 환원''' 개념은 독특하다. 자아 기능인 반성 가능성, 지향성, 현상학적 시간성은 서로 연관되어, 반성 시간이 흐르는 방향이 곧 지향성이다. 현상학의 궁극적 단계인 '''순수 자아'''는 반성과 지향성 성격을 지닌 절대적 의식이고 유동적 체험으로서, 그것이 만드는 의식이 내재적 시간의식을 갖는다. 자아는 반성하는 자아와 반성되는 자아로 구별되는 '''자기분열'''을 통해 반성, 즉 과거와 현재 자아를 연결한다. 자아를 시간적으로 드러내는 반성이 곧 시간성이다.

후설은 후기 시간 이론에서 자아를 더 분석하여 '''절대적 자아'''로 주제화한다. 절대적 자아는 형상적 환원으로 체험 본질을 얻고, 초월론적 환원으로 절대의식류의 시간성을 나타내지만, 이때 제2차 자각적 변형(제2의 에포케, 에포케의 자각적 변형, 철저한 반성)이 필요하다. 이 변형은 자아가 초월론적 작용 자체로 환원하는 것이다. 이 자아가 모든 의식 활동의 원천인 유일한 기능적 자아이다. 더 이상 환원될 수 없는 최후의 반성이 철저한 반성이고, 의식 판단 중지를 수행하는 자아 기능으로서의 반성이다. '''살아있는 현재'''는 철저한 반성으로 발견되는 절대적 자아의 존재 방식이며, 반성되는 자아까지 에포케하고 남은 반성하는 자아의 존재 양상이다. 시간화는 존재를 "현재"로 현전화하고, 초월론적 자아의 자기 현전화 장소가 곧 살아있는 현재이다. 반성 대상인 반성되는 자아는 과거에 있으므로 살아있는 현재에서 판단 중지된다. 미래로 연속되는 시간 위상도 판단 중지하면 항상 현재인 순수 기능 자아만 남는다. 따라서 살아있는 현재는 "선-반성적", 익명적, 비시간적, 초시간적으로 정지하며, 모든 시간화의 원천이자 반성이 시작되는 지점이다. 살아있는 현재의 기능 자아는 모든 구성의 근원 장소로 시간이 거기에서 발생한다.

'''현상 현재'''는 의식 상태가 현재에 있다고 경험되는 시간 지속 기간이다.[115] 이 용어는 1882년 철학자 E. R. 클레이(E. Robert Kelly)가 처음 소개했고,[118][113] 윌리엄 제임스가 발전시켰다.[113] 제임스는 현상 현재를 "개념화된 시간의 원형... 즉각적이고 끊임없이 감지할 수 있는 짧은 지속 시간"으로 정의했다. C. D. 브로드는 "과학적 사고"(1930)에서 현상 현재 개념을 더 설명하고, 감각 데이터의 시간적 등가물로 간주될 수 있다고 보았다.[113] 이 개념은 에드문트 후설 저서에서 사용되었고, 후설, 하이데거, 메를로-퐁티 저작을 바탕으로 프란시스코 바렐라가 더 논의했다.[120]

3. 1. 1. 아리스토텔레스의 시간 이론

아리스토텔레스는 '지금'이 시간의 부분이 될 수 없고, 오히려 시간 연장을 이중적으로 제한하는 경계라고 보았다. 지금은 그때그때마다 다른 모습이지만 과거와 미래의 시간을 결합하므로 동일성을 가진다. 아리스토텔레스는 이렇게 나뉠 수 있는 시간은 공간 안에서 운동의 척도로서 양으로 셈해지는 것이라고 했다. 시간의 전과 후의 본질은 운동에 의해서 규정될 수 있는데, 동시에 반대로 시간이란 한정된 수의 운동을 나타낸다고도 할 수 있다. 과거와 미래를 의미하는 '전과 후'는 애초에 공간과 관련된 개념이므로, 공간과 같은 연속적인 크기는 특정한 운동으로 측정이 가능하고, 또 특정한 운동의 '양'은 시간의 '양'을 인식할 수 있게 해준다. 이렇게 아리스토텔레스에게서 이후 뉴턴으로 이어진, 어떤 운동이나 변화의 기준이 될 수 있는 측정 가능한 물리적 시간의 개념이 등장한다.

아리스토텔레스는 최종적인 시간 규정을 천체의 운동, 즉 근원적이고 움직일 수 없는 거대한 하늘의 공간 운동을 통해서 측정한다고 보았다. 그렇지만 동시에 시간은 측정하는 주체가 되는 영혼과 독립적으로도 존재하는 것이라고 말했다. 시간의 전과 후는 본질적으로 운동체의 전과 후의 운동에 포함된 것이기 때문에 측정하는 주체가 없어도 여전히 존재하는 것이지만, 만일 사람이 운동에 수반하는 변화를 전과 후에 따라 지각하고 한정할 때 공간 연장으로부터 시간 연장을 이끌어낼 수 있다고 했다.

3. 1. 2. 흄의 시간 이론

흄은 시간의 관념이 모든 종류의 지각이 계기하는 데서 유래한다고 설명한다. 흄의 관념에 대한 이론에 따라서 물체가 갖는 성질의 최소 부분들이 더 이상 쪼갤 수 없는 관념으로서 재현된다면 추상관념인 시간 또한 여러 부분으로 나눌 수 있다. 그러나 시간관념에서 나뉜 부분들은 그 자체로는 무(無)이기 때문에 생각할 수 있는 관념이 되기 위해서는 실재적인 것, 존재하는 것의 도움이 필요하다. 로크의 주장에 따라 우리의 지각의 한계를 넘어서는 외부 대상의 영향력은 사유에 또한 변화를 가져 오지 않는다. 그러므로 대상의 계기가 아무리 실재해도 우리가 그 계기를 지각할 수 없을 때에는 시간을 짐작할 수 없다. 그러므로 흄은 시간은 결코 그 자체로 생각될 수 없고 물질, 즉 실재하는 것의 계기(변화)가 있을 때에만 관념으로서 우리에게 주어진다고 주장한다. 시간은 그 어떤 실체라기보다는 대상들의 존재방식, 또는 그 질서에 대한 관념인 것이다.

3. 1. 3. 베르그송의 시간 이론

베르그송은 물질과 기억에서 기억이 시간과 갖는 관계를 모델로 표현한다. 기억은 이미지로 논해지는데, 순수한 기억과 암기된 기억으로 나뉜다. 이미지로 떠오른 기억은 상상을 통해 현실화, 현재화된 것이고 현재 상황에 따라 선택적으로 사용되는 것일 뿐 진짜 기억은 이중적 작업을 통해 의식으로 떠올라 있는 한편 여전히 과거에 위치해 있다. 따라서 순수한 기억은 이미지화되기 전의 순수한 잠재성의 형태로 존재한다. 이때 잠재성은 현실성과 마찬가지로 충분하게 존재하는 것으로서 현재는 언제나 과거와 공존한다. 즉, 과거와 현재는 수학적 연속체의 무한소의 영역과 같이 아주 순간적인 과정을 통해 그 자리를 대신한다.

순수한 기억은 오로지 시간성으로서의 현재에 위치하는 순수한 지각과 대비되어 시간성으로서의 과거에 잠재적으로 존재하며 구체적인 삶에서는 거의 모두 혼합되어 존재한다. 이것과 마찬가지로 실제적 유용성을 갖는 습관적 기억과 단순히 보존되는 기억 또한 혼합적으로 존재한다. 베르그송의 원뿔 그림을 보면 더욱 잘 이해할 수 있다. 원뿔 전체는 개인의 기억의 총체성이고 밑면 AB는 진정한 의미에서의 기억, 즉 잠재성으로 존재하는 기억이다. 그렇지만 이 원뿔의 꼭짓점 S는 여러 이미지들로 구성된 세계인 평면 P에 지각을 통해서 항상 맞닿아 있다. 시간이 흐름에 따라 평면 P를 향해 S가 끊임없이 나아가고 기억들은 AB로 누적되어 간다. 그리고 꼭짓점 S와 AB가 상호작용함으로써 순수한 기억과 현재로 끌어들여지는 습관적 기억이 서로 보완하는 것이다.[1]

3. 1. 4. 후설의 시간 이론

후설의 시간 연구는 <내재적 시간의식의 현상학 강의>에서 자세하게 나타난다. 후설은 의식의 현상학을 통해, 의식이 최저 단계로 환원되어 절대적 흐름을 이룰 때, 그 안에서 객관 시간이나 모든 내재적 대상이 구성된다고 보았다. 이것이 곧 시간성이다.[130]

후설의 시간 이론에서 '''자아론적 환원'''은 중요한 개념이다. 자아의 기능인 반성, 지향성, 현상학적 시간성은 서로 깊이 연관되어 있으며, 반성의 시간이 흐르는 방향이 곧 지향성이라고 할 수 있다. '''순수 자아'''는 현상학의 궁극적 단계에 해당하며, 반성과 지향성의 성격을 지닌 절대적 의식이다. 이 순수 자아가 만들어 내는 의식이 내재적 시간의식을 갖게 한다. 자아는 반성하는 자아와 반성되는 자아로 구별되는 '''자기분열'''을 통해 과거와 현재의 자아를 연결한다. 이처럼 자아를 시간적으로 드러나게 하는 반성이 곧 시간성이다.

후설은 후기 시간 이론에서 자아를 더 깊이 분석하여 '''절대적 자아'''로 주제화한다. 절대적 자아는 형상적 환원을 통해 체험의 본질을 얻고, 초월론적 환원을 통해 절대의식류의 시간성을 나타낸다. 하지만 이 과정에서 제2차 자각적 변형, 즉 제2의 에포케(epoché, 판단중지)가 필요하다. 이 변형은 자아가 초월론적 작용 자체로 환원하는 것을 의미하며, 이 자아가 바로 모든 의식 활동의 원천이 되는 유일한 기능적 자아이다. 더 이상 환원될 수 없는 최후의 반성이 철저한 반성이며, 의식의 판단 중지를 수행하는 자아의 기능으로서 존재하는 반성이다.

'''살아있는 현재'''는 철저한 반성을 통해 발견되는 절대적 자아의 존재 방식이다. 이는 반성되는 자아까지 에포케하고 남은 반성하는 자아의 존재 양상이다. 시간화는 존재를 "현재"의 양상에서 만나도록 현전화하며, 초월론적 자아의 자기 현전화 장소가 곧 살아있는 현재이다. 반면, 반성의 대상인 반성되는 자아는 과거에 존재하므로 살아있는 현재에서는 판단이 중지되어야 한다. 미래로 연속되는 시간 위상 또한 판단을 중지하면 항상 현재로만 존재하는 순수 기능 자아만 남게 된다. 따라서 살아있는 현재는 "선-반성적"이고 익명적이며 비시간적이고 초시간적으로 정지해 있으며, 모든 시간화의 원천이자 반성이 시작되는 지점이다.

3. 2. 심리학의 시간 지각 이론

심리학에서는 시간 지각의 인지적, 신경학적 메커니즘을 설명하는 다양한 모델이 제시되었다. 시간 지각은 일반적으로 다음 세 가지 범위로 분류된다.[5]

  • 1초 미만의 시간 (밀리초 단위)
  • 구간 시간 (초~분 단위)
  • 일주기 시간


이러한 시간 범위는 뇌의 서로 다른 영역에서 처리된다. 뇌의 시간 지각 메커니즘에 대한 여러 이론과 계산 모델이 존재한다. 윌리엄 J. 프리드먼은 시간 감각에 대한 두 가지 이론을 제시했다.[121][6][7]

3. 2. 1. 흔적 모델과 추론 모델

'''흔적 모델'''은 기억의 흔적이 의식 속에 남아 지속된다면, 그 흔적의 강도에 따라 기억이 얼마나 오래되었는지 판단할 수 있다는 이론이다.[121][6][7] 기억 속 사건이 오래될수록 기억도 오래되고 흔적은 약해진다. 그러나 이 모델은 최근 사건의 기억이 오래된 사건의 기억보다 빠르게 사라지는 경우, 특히 오래된 일이 인상 깊어 흔적이 강하게 남는 경우를 설명하지 못한다.

'''추론 모델'''은 사건의 시간을, 그 사건에 대한 기억뿐만 아니라, 날짜와 시간을 잘 모르는 사건과 구체적인 날짜와 시간이 알려진 다른 사건들 사이의 관계에 대한 정보로부터 추론할 수 있다고 설명한다.[121][6][7] 이 모델은 오래전에 일어난 사건을 다룰 때 더 적합하지만, 최근 사건에는 맞지 않을 수 있다. 또한, 복잡한 인지 작업이 필요하므로 동물에게는 나타나기 어렵다는 한계가 있다.

3. 2. 2. 기타 모델

특정 간격 동안 뇌의 무의식적인 "펄스" 계산과 관련되어 생물학적 스톱워치를 형성한다는 가설이 있다. 이 이론에 따르면 뇌는 추적되는 작업 유형에 따라 여러 생물학적 스톱워치를 독립적으로 실행할 수 있다. 펄스의 근원과 특성은 불분명하며,[8] 아직 뇌 해부학 또는 생리학과의 일치 여부가 알려지지 않은 비유에 불과하다.[82]

4. 지각되는 시간의 종류

인간은 기간, 시간 순서, 시제 등 다양한 방식으로 시간을 지각한다.


  • 기간: 어거스틴은 사건의 기간은 기억 속에 있다고 보았다. 사건의 시작과 끝을 기억함으로써 기간을 인지한다는 것이다. 윌리엄 프리드만은 '시간 기억' 개념을 제시하고, '흔적모델'과 '추론모델'을 통해 시제화된 정보를 얻는 방법을 설명했다.
  • 시간 순서: 사건들 간의 시간 안에서의 위치를 말한다. 데인튼(Dainton)은 선행 감각이 단기기억으로 저장되면서 선행 인지가 일어난다고 보았다. 허그 멜러(H.Mellor)는 관계 인지만으로는 사건의 선후 관계를 구분할 수 없다고 반박했다. 드네(D.Dennett)는 뇌가 사건들의 인과적 순서에 맞는 경우를 추측한다고 설명했다.
  • 시제: 우리는 과거, 현재, 미래를 통해 시간을 인식한다. 뇌 신경으로 정보가 전달되는 속도는 제한되어 있기 때문에 항상 과거를 인지한다. 먼 과거는 인접 사건을 통해 간접적으로 인지한다. 일화 기억은 과거 사건을 기억하지만, 과거라는 사실을 직접 알려주지는 않는다. 대신, 기억이 과거 시제의 믿음을 형성하고, 그 믿음의 효과로 사건을 과거로 나타나게 한다는 주장이 제기되었다.[1]

4. 1. 기간 (Duration)

어거스틴은 사건의 기간이나 시간 간격은 기억 속에 있다고 보았다. 그에 따르면 과거와 미래는 오직 의식 속에 있으며, 사건의 시작과 끝을 기억함으로써 기간이라는 개념을 형성하여 그 사건의 기간을 인지할 수 있다. 기간 측정은 의식과는 별개로 이루어지는 과정이며, 심리학적인 방법을 사용하여 측정한다.

윌리엄 프리드만은 특정 사건이 언제 일어났는지에 대한 기억을 의미하는 '''시간 기억''' 개념을 제시했다. 사건이 멈추면, 사건이 언제 시작했는지에 대한 정보로부터 기간을 추론할 수 있다. 자연적으로 느낄 수 있는 정보는, 사건이 얼마나 먼 과거로부터 일어났는지를 고려하는 '''시제화'''된 정보를 통해 얻을 수 있다. 프리드만은 시제화된 정보를 얻는 방법으로 '''흔적모델'''과 '''추론모델'''이라는 두 가지 시간 기억 모델을 제시한다.

4. 2. 시간 순서 (Temporal Order)

시간 순서는 어떤 사건들 간의 시간 안에서의 위치를 말하는데, 경험의 내용과 함께 지속적으로 바뀌는 특징을 보인다. 데인튼(Dainton)은 선행의 경우를 감각한 것이 단기기억으로 저장되면서 선행의 인지가 일어난다고 말했다. 하지만 색깔 지각과 같은 일반 지각과 달리 시간 지각에는 정확한 시간적·공간적 기준이 없다.

그러나 허그 멜러(H.Mellor)는 이에 반대하며 시간 순서를 지각하는 것이 관계항을 인지하는 것과 관련되어 있기는 하지만 단순히 관계를 인지하는 것뿐이라면 x가 y보다 일찍 일어났는지 혹은 y가 x보다 일찍 일어난 것인지 구분하지 못할 것이라는 반론을 제기했다. 구체적인 예로서 시계의 시침과 초침을 드는데, 시간이 두 위치 사이의 시간적인 관계는 알 수 있어도 그 위치로 옮기면서 일어나는 움직임은 볼 수 없는 반면 초침의 위치가 바뀌는 움직임은 볼 수 있다. 즉, 연속적인 위치를 연속적으로 보는 것이므로 x를 인지하는 것이 y의 인지에 영향을 주는 것이다. 다르게 말하자면 단기 기억에 의해 근접한 이전의 위치에 대한 잔상이 남아서 현재의 인지에 영향을 주는 것이다. 두 다른 위치의 인지된 순서가 그 위치들의 실제 시간적 순서와 꼭 같을 필요는 없지만 적어도 그들을 인지한 것의 인과적 순서와는 같을 것이라고 말한다. 인지된 시간적 순서가 그에 대응하는 시간적 순서를 인식들 안에서 불러일으킬 것이다. 즉, 멜러는 시간적 순서의 사건들이 우리의 뇌에서 시간을 통해 표현되는 것이라고 주장하는 것이다.

드네(D.Dennett)는 시간에서 독립적이지만 내용에는 민감한 모델을 제시했다. 어떤 경우가 그 사건들의 인과적 순서에 알맞은지 뇌가 추측해낸다고 설명한다. 이는 시간을 거꾸로 돌렸을 때 인지된 순서가 인지를 하는 순서와 다르다는 것을 알 수 있다는 것이 이점이다.

4. 3. 과거-현재-미래: 시제 (Tense)

우리는 이미 '''과거인 것'''을 현재로서 인식하게 되는데, 뇌의 신경으로 정보가 전달되는 속도는 제한되어 있기 때문에 우리는 항상 과거인 것을 인지하기 마련이다. 우리의 시간적인 경험은, 제한받지 않는 공간적인 경험에 반해 '''제한'''을 받고 있다. 우리가 미래를 인지하지 못하는 이유는, 인지가 바로 인과적인 과정이기 때문이다. 무언가를 인지한다는 것은 그것에 영향을 받기 때문에 가능한 일인 것이며, 따라서 우리는 이미 일어난 일만 인지할 수 있다. 먼 과거는 우리가 당연히 직접적으로 경험하지 못하기 때문에 먼 과거의 것은 그와 인접하게 일어난 사건들을 통해 우리에게 영향을 줌으로써 인과적으로 인지할 수 있게 된다. 여기서 나온 주장이 일화 기억(episodic memories), 즉 과거의 일에 대한 기억이 과거를 느끼는 것과 수반된다는 것이다. 이 주장이 지닌 문제는, 일화 기억은 단순히 어떤 일에 대한 기억이기 때문에 그 사건을 간략하게 나타낼 뿐, 그 사건이 과거라는 사실을 전해주진 못한다는 것이다. 이에 제시된 다른 대안은, 기억들이 우리로 하여금 과거 시제의 믿음을 형성하게 하고, 그 믿음이 주는 효과에 의해 기억들은 그 사건을 과거로 나타나게 한다는 것이다.[1]

5. 시간 착각 (Temporal Illusions)

시간 착각은 시간 지각이 다양한 요인에 의해 왜곡되는 현상을 말한다. 예를 들어, "주치의를 마지막으로 언제 보셨습니까?"와 같이 시간 간격을 추정하거나, "진료실에서 얼마나 오래 기다리셨습니까?"와 같이 시간 지속을 추정하는 경우, 또는 사건의 동시성을 판단하는 경우에 시간 착각이 발생할 수 있다.

시간 착각의 주요 유형은 다음과 같다.


  • '''망원경 효과''': 최근 사건은 실제보다 더 과거에, 먼 과거의 사건은 더 최근에 발생한 것으로 기억하는 경향.[116]
  • '''피어오르트의 법칙''': 짧은 간격은 과대평가하고, 긴 간격은 과소평가하는 경향.
  • 변화가 많은 시간 간격은 변화가 적은 간격보다 더 길게 느껴질 수 있다.
  • 과제에 대한 동기가 클수록 시간은 더 짧게 느껴질 수 있다.
  • 과제가 분할되거나 중단되면 시간이 더 길게 느껴질 수 있다.
  • 청각 자극은 시각 자극보다 더 오래 지속되는 것처럼 보일 수 있다.[41][42][43][44]
  • 자극 강도가 클수록(예: 소리의 크기나 높낮이) 시간 지속은 더 길게 느껴질 수 있다.
  • 동시에 발생하지 않는 자극에 반복적으로 노출되면 동시성 판단이 달라질 수 있다.

5. 1. 주요 유형


  • 망원경 효과: 최근 사건은 실제보다 더 과거에, 먼 과거의 사건은 더 최근에 발생한 것으로 기억하는 경향이다.[116]
  • 피어오르트의 법칙: 짧은 간격은 과대평가하고, 긴 간격은 과소평가하는 경향이 있다.
  • 카파 효과: 연속적인 자극 간의 공간적, 시간적, 청각적, 촉각적 간격에 따라 시간 지속 시간을 실제 경과 시간보다 상대적으로 길거나 짧게 지각하는 현상이다.[45][122] 예를 들어, 동일한 시간이 걸리는 두 구간의 여정에서 더 많은 거리를 이동하는 구간이 더 오래 걸리는 것처럼 느껴질 수 있다.
  • 시간 정지: 안구 운동 직후 표적 자극의 지속 시간이 길게 느껴지는 현상이다.[123] 멈춘 시계 착각이 대표적인 예시인데, 아날로그 시계에 시선을 돌린 직후 초침이 평소보다 느리게 움직이는 것처럼 느껴지는 현상이다.[48][49][50][51] 시간 정지는 시각뿐만 아니라 청각, 촉각 영역에서도 발생한다.[52]
  • 플래시 지연 효과: 움직이는 물체가 번쩍이는 물체보다 뒤처져 보이는 현상이다.
  • 기묘 효과(oddball effect): 드문 사건의 지속 시간을 과대평가하는 경향이다.[58]

5. 2. 감정 상태의 영향

경외감은 시간 가용성에 대한 인식을 확장하는 능력이 있다고 한다. 경외감은 초점 증가와 일치하는 엄청난 지각적 광대함의 경험으로 특징지을 수 있다. 결과적으로 경외감을 경험할 때 시간 인식이 느려질 수 있다.[74] 시간의 인식은 사람들이 순간을 음미하는 것과 만족을 연기하는 것 사이에서 선택함에 따라 달라질 수 있다.[75]

기묘 효과와 관련이 있을 수 있는데, 연구에 따르면 위험한 사건(예: 자동차 사고, 강도)이나, 스카이다이빙 또는 번지 점프와 같이 순식간에 복잡한 생각을 할 수 있는 상황에서 시간은 느리게 흐르는 것처럼 보인다. (투쟁-도피 반응 참조).[117] 이러한 시간 지각의 둔화는 진화적으로 유리했을 수 있는데, 이는 생존에 매우 중요한 순간에 이해할 수 있는 빠르고 정확한 의사 결정을 할 수 있는 능력을 향상시켰을 수 있기 때문이다.[76] 그러나 관찰자들은 이러한 사건들 동안 시간이 느리게 흘렀다고 흔히 보고하지만, 이것이 사건 동안의 시간 해상도 증가의 기능인지, 아니면 감정적으로 두드러진 사건을 기억함으로써 만들어진 착각인지는 불분명하다.[77]

관찰자에게 다가오는 물체를 모방하는 확장되는 원반은 가능한 위험의 존재를 알리는 자기 참조적 과정을 유발하는데, 다가오는 물체가 아닌 물러나는 물체의 지각에 대해서는 강한 시간 팽창 효과가 보고되었다.[78] 불안하거나 극심한 공포를 느끼는 사람들은 뇌 활동을 증가시키는 에피네프린 수치가 높아 동일한 위협 자극에 대해 더 큰 "시간 팽창"을 경험한다(아드레날린 급증).[79] 이러한 상황에서 시간 팽창의 착각은 효과적인 탈출을 돕는다.[80][81] 위협에 노출되었을 때, 3세 아동은 경과 시간을 과대평가하는 유사한 경향을 보였다.[82][83]

이 효과는 사건이 일어나는 동시에 발생하는 것이 아니라, 회고적 평가 시점에만 나타나는 것으로 보인다.[84] 자유 낙하 동안 시각적 자극에 대한 사람들의 민감도를 측정하여 지각 능력을 테스트한 결과, 피험자들의 시간 해상도는 공포스러운 사건이 일어나는 동안 향상되지 않았다. 사건은 회고적으로만 더 길게 느껴지는데, 이는 공포스러운 상황에서 기억이 더 조밀하게 압축되었기 때문일 수 있다.[84]

다른 연구자들은 사건 동안 시간 지각의 변화가 발생하는 다른 의식 상태로 이어질 수 있는 추가적인 변수들을 제시한다.[85][86] 연구에 따르면 행동 준비와 관련된 시나리오에서 시각적 감각 처리가 증가한다는 것이 입증되었다.

공포를 유발하는 것으로 알려진 영화 발췌 장면을 보여준 사람들은 이후에 제시된 시각적 자극의 경과 시간을 종종 과대평가했지만, 감정적으로 중립적인 클립(일기예보 및 증시 정보)이나 슬픔을 유발하는 것으로 알려진 클립을 보여준 사람들은 차이를 보이지 않았다. 공포는 편도체에서 각성 상태를 유발하며, 이는 가설적인 "내부 시계"의 속도를 증가시킨다고 주장된다. 이것은 위협적인 상황에 의해 유발되는 진화된 방어 메커니즘의 결과일 수 있다.[88]

5. 3. 연령에 따른 변화

심리학자들은 인간이 노화함에 따라 시간이 흐르는 것을 주관적으로 더 빠르게 인식하는 경향이 있다는 것을 발견했다. 나이가 들면서 주어진 시간 간격을 점점 더 과소평가하게 되는 것이다. 이러한 현상은 노화 뇌에서 도파민 수치가 감소하는 등 다양한 연령 관련 변화로 설명될 수 있지만, 세부 사항에 대해서는 여전히 논쟁이 진행 중이다.[89][90][91]

아주 어린 아이들은 일련의 사건이 전개되는 것을 주관적으로 인식하고 반성할 수 있을 때 처음으로 시간의 흐름을 경험한다. 아이의 시간 인식은 주의력과 단기 기억 능력이 형성되는 유년기에 발달하는데, 이 발달 과정은 전전두피질과 해마의 느린 성숙에 의존하는 것으로 생각된다.[82][92]

일반적인 설명에 따르면 대부분의 외부 및 내부 경험은 어린 아이들에게는 새롭지만 성인에게는 반복적이다. 아이들은 세상을 동화하고 행동을 적절하게 관리하기 위해 끊임없이 세상에 대한 정신 모델을 재구성해야 하므로, 현재 순간에 극도로 몰입해야 한다. 즉, 많은 신경 자원 또는 상당한 뇌력을 쏟아야 한다.

그러나 성인은 정신적 습관과 외부 루틴에서 벗어날 필요가 거의 없을 수 있다. 성인이 동일한 자극을 자주 경험할 때, 이러한 자극은 이미 뇌에 의해 충분히 매핑되었기 때문에 "보이지 않는" 것처럼 보일 수 있다. 이 현상은 신경 적응으로 알려져 있다.[93] 결과적으로, 주관적인 인식은 나이가 들수록 시간이 더 빠르게 흐른다는 것이다.

를 주관적인 시간, 을 실제 시간이라고 하고, 둘 다 출생 시점을 0으로 정의할 때, 시간에 대한 모델은 다음과 같다.

  • 한 모델은 실제 시간에 대한 주관적 시간의 흐름이 실제 시간에 반비례한다고 제안한다:[94]


:\frac{dS}{dR} = \frac{K}R

: 풀면, S_2 - S_1 = K(\log{R_2} - \log{R_1}) = K \log{\left({R_2}/{R_1}\right)}이다.

: 어린아이의 하루는 11세 삶의 약 1/4,000이지만, 55세 삶의 약 1/20,000이다. 이는 무작위적이고 평범한 하루가 어린아이에게는 성인보다 더 길게 느껴지는 이유를 설명하는 데 도움이 된다. 따라서 1년은 55세에게 11세가 경험하는 1년보다 약 5배 더 빠르게 지나가는 것으로 경험될 것이다. 장기적인 시간 인식이 개인의 나이의 비례성에만 기반한다면, 삶의 다음 네 기간은 양적으로 동일하게 보일 것이다. 5–10세 (1x), 10–20세 (2x), 20–40세 (4x), 40–80세 (8x)와 같이 종료 연령이 시작 연령의 두 배가 된다. 그러나 이것은 0–10세에는 적용되지 않으며, 이는 10–∞세에 해당한다.[94][95]

  • Lemlich는 주관적인 시간의 흐름이 실제 시간에 대한 상대적인 정도가 총 실제 시간이 아닌 총 주관적 시간에 반비례한다고 주장한다.[94]


:\frac{dS}{dR} = \frac{K}S

: 수학적으로 풀면,

:S^2 = 2KR + C

: 이 모델은 점근선이 이상 적분에서 통합될 수 있으므로, 실제 나이 0세에서 1세까지 무한한 주관적 시간이 흐르는 문제를 피할 수 있다. 경계 조건 S = 0 when R = 0 and K > 0을 사용하면,

:S = \sqrt{2KR}

:\frac{dS}{dR} = \sqrt{\frac{K}{2R}}

: 이는 시간이 지각하는 사람의 실제 나이의 제곱근에 비례하여 흐르는 것처럼 보인다는 것을 의미하며, 직접적으로 비례하는 것이 아니다. 이 모델에 따르면, 55세는 이전 모델에서 5배보다 배 더 빠르게 시간을 경험한다. 이는 다음과 같은 기간이 정량적으로 동일하게 보인다는 것을 의미한다. 0–1세, 1–4세, 4–9세, 9–16세, 16–25세, 25–36세, 36–49세, 49–64세, 64–81세, 81–100세, 100–121세.[94][96]

한 연구에서, 참가자들은 자신의 나이의 1/4에 대한 시간 지각에 대해 질문을 받았을 때 이 모델에 맞는 답변을 일관되게 제시했지만, 자신의 나이의 1/2에 대해서는 일관성이 떨어졌다. 그들의 답변은 이 모델이 이전 모델보다 더 정확하다는 것을 시사한다.[94]

이 모델의 결과는 남은 주관적 수명의 비율이 항상 남은 실제 수명의 비율보다 적지만, 남은 실제 수명의 절반보다는 항상 많다는 것이다.[94] 이는 0 < S < S_f 및 0 < R < R_f에 대해 볼 수 있다.

:\frac12\left(1 - \frac{R}{R_f}\right) < 1 - \frac{S}{S_f} < 1 - \frac{R}{R_f}

5. 4. 약물 및 체온의 영향

흥분제인 티록신, 카페인, 암페타민 등은 사람과 쥐 모두에게 시간 간격을 과대평가하게 하는 반면, 억제제 및 마취제인 바르비투르산염과 아산화 질소는 반대 효과를 나타내 시간 간격을 과소평가하게 할 수 있다.[97] 뇌 내 신경전달물질인 도파민과 노르에피네프린의 활성 수준이 이러한 현상의 원인일 수 있다.[98][99][100]

대마초가 시간 지각에 미치는 영향에 대한 연구는 방법론적 변동과 연구 부족으로 인해 결론이 나지 않았다. 시간 추정 연구의 70%가 과대평가를 보고하지만, 시간 생성 및 시간 재현 연구의 결과는 여전히 결정적이지 않다.[103][104] 대부분의 대마초 사용자는 시간 지각이 느려지는 경험을 스스로 보고하며, 실험실 연구에서도 사람과 동물 모두에게서 대마초가 시간 지각에 영향을 미치는 것으로 나타났다.[105] PET 스캔을 사용하여 소뇌 혈류량(CBF) 감소를 보인 참가자는 시간 감각에도 상당한 변화가 있었는데, 이는 소뇌가 내부 타이밍 시스템과 연결되어 있기 때문에 CBF 감소와 손상된 시간 감각 간의 관계가 있음을 시사한다.[106][107]

화학 시계 가설은 체온과 시간 지각 사이의 인과 관계를 암시한다.[108] 과거 연구에 따르면 체온이 상승하면 시간 지각이 확장되는 경향이 있어 실제보다 더 짧게 느껴 시간 길이를 과소평가하게 된다. 반면 체온이 감소하면 반대 효과가 나타나 시간 지각이 응축되어 시간 길이를 과대평가하게 되지만, 후자의 경우는 관찰된 경우가 드물었다.[109]

6. 시간 지각의 응용

주관적인 시간은 심박수나 특정 시간 내에 수행된 행동과 같은 정보를 통해 측정 가능하므로, 시간 지각에 대한 분석적 응용이 존재한다. 시간 지각은 소셜 네트워크에서 시스템 내 각 노드의 주관적 경험을 정의하는 도구로 사용될 수 있으며, 영화 연구와 문학 연구 등에서 등장인물의 심리학을 연구하는 데 활용될 수 있다.[111][112]

6. 1. 사회 연결망 분석

시간 지각은 소셜 네트워크에서 시스템 내 각 노드의 주관적 경험을 정의하는 도구로 사용될 수 있다. 이 방법은 영화 연구와 문학 연구 모두에서 소셜 네트워크로 분석된 드라마 속 등장인물의 심리학을 연구하는 데 사용될 수 있다. 각 등장인물의 주관적인 시간은 단어 수 세기와 같은 간단한 방법으로 계산할 수 있으며, 그들의 내면 상태를 밝히기 위해 이야기의 실제 시간과 비교할 수 있다.[111][112]

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