第5章 失去的日子

案例 第一部分

年轻人坐在书桌旁，显得非常满足。他把时间安排得很好，两周以后博士论文就完成了。他站起来，离开他那简陋的、没有窗户的单人间，走向小厨房想煮一壶开水冲咖啡。水正烧着的时候，他开始写购物清单：咖啡、牛奶、黄油……写完清单之后他又检查了一遍，然后他打开隔音效果非常好的大门，把纸条放在门外架上的格子里。架子旁边是另一扇锁上的门。

在年轻人往房间里走的时候——他的房间在这几个星期里既是他的卧室，也是餐厅，同时又是办公室和起居室——他突然想起了什么事，快速走到书桌前，按下一个按钮，就像这个按钮是旅馆房间的服务铃似的。铃响了，什么事情都没发生。1分钟之后他再次按铃。这个动作他今天重复了15次。虽然按铃之后无事发生，但是他对此毫不惊讶。水壶的汽笛声提醒他水开了，年轻人转过身，差点被一条电线绊倒。当他第二次按下按钮的时候，他改变了自己的计划：他不想用烧开的水冲咖啡了，他要冲一份速食汤，毕竟他已经写了一整天的论文，特别疲惫，只想结束这一天。

吃完晚饭后，他洗了个澡，然后躺在床上，拿起放在书桌上的日记本。他仔细地把过去16小时做的事情、头脑中的想法和感受全部写下来。然后，他从床上坐起来，又按了一次桌子上的按钮，等待了大约1分钟，最后一次按下按钮。随后他钻回被窝进入了梦乡——这时，他的灯仍然是开着的。

案例 第二部分

当年轻人睡觉的时候，一位年轻的女士手里拿着一个托盘走上楼梯，楼梯通向小山丘。这是春天里一个阳光明媚的清晨。她开始了一天的工作。打开厚重的铁门之后，她走进一个阴暗的房间，这间屋子里满是科学仪器和电线，一直堆到天花板。她打开灯，检查了设施的情况后，转身打开了另一扇门。这扇门通向一个灰暗的有很多隔层的移动架子。她把几个瓶子和一张写着购物清单的纸条拿出来放在托盘里，锁上门，离开了小山丘，走进另外一栋大一些的楼房里。在那里，她走进一间屋子，房间里有一个木制的壁橱，她把托盘放在试验台上，台子上还摆着很多科学仪器。

实验室的尽头有两位科学家正在讨论他们的实验结果。其中一位转过身朝向刚刚走进来的年轻女士。

“地下室那边情况怎么样？”

“他在睡觉，但清单上写着，他需要一些食物。等我把尿样处理完，我就马上下去买东西。”

“好的，卡伦，今天是最后一天了。大概10小时之后，一旦他醒来我们就进去。他会吓一大跳的。”

“那么我最好买一份日报。”卡伦笑着说。

案例 第三部分

几小时之后，年轻人醒来。他感到精神抖擞，在过去的一个星期里他每天都为没有闹钟打搅他的晨觉而感到开心。就像昨晚一样，他从床上爬起来走到书桌前按下按钮，等待了大约1分钟，然后再按一次。这一次，让他大为吃惊的是，按铃之后房门打开了，一个科学家小组走了进来。小组的成员包括一位年长的教授和他的两名同事。

“你们几位到这里来干什么？出了什么问题吗？为什么中断实验？你不是说，除非我想退出，否则两周内我与其他人不能有任何联系吗？”

“没错”年长的教授回答，“我们也遵守了实验的规定。非常感谢你对我们实验的帮助——你孤独的日子已经结束了。”

就像有了行动时间表一样，年轻的女士收集了尿样，拿出一份报纸递到吃惊不已的年轻人面前。年轻人看着报纸标题，读出了日期。

“你们是在开玩笑——我不可能搞错两个星期的时间！我当然知道没有钟表我不可能和外面的时间完全一致，但是……现在到底几点？”

他很期待最后一个问题的答案，他注意到，在最后几周里他对时间的概念有些模糊了，他看到进来的几位都带着手表，突然来临的确定感此时对他非常重要。

“现在是晚上8点，4月4日。你已经在地下室里度过63天了，是我们最好的被试之一。外面的一天是24小时，但对你来说，一天的长度是40～50小时。”

“怎么会是这样？每次当我觉得1小时已经过去的时候我都会按这个该死的按钮，一天之内我按下按钮的次数没超过16次。难道说我把时间都浪费在睡觉上了？该死的——我以为写论文的计划我都准时完成了。”

“不，不，实际上一天之中，你的睡眠时间不到1/3，并且与正常的一天中的睡眠时间比例相同。如果你16小时都是醒着的，你的睡觉时间仍然是8小时。但如果你在32小时里都是清醒的，那么你的睡觉时间就变成16小时了。并且，如果你度过了32小时的一天，那么你所感觉到的1小时的时间也就加倍了。所以时间的变化你没有觉察到。”

“但是我的一天三餐都没有变啊，我从来没感觉到特别饿，食量也没有变大。”

“这也是我们感到非常兴奋的一点。你的一天变长了，你的时间观念确实扩大了。你对1小时的感觉加倍了，虽然你12小时才吃一顿饭，三餐的习惯却没有改变；我们的记录显示，你的体重没有减少。我们不知道怎样解释，但是通过与地上公寓的联系，我们得知你在这样长的一天里不是特别的活跃——这也许解释了为什么虽然你在24小时内所摄入的卡路里只有正常值的一半，但体重却没有减少。只有你的体温没有适应变长的一天，而是一直按照25小时（没错，比24小时长）的节律变化。当你的一天有40至50小时的时候，你身体的一些部分还是按照大约24小时一天来运行。”

年轻人忘记了刚才他还在为几乎失去了生命中的两个星期而震惊，渐渐地他听着科学家的话入了迷。

“在第一个星期里，你有手表，地下室的门也是开着的，你的生物钟与正常的24小时保持一致。你在接近午夜上床睡觉，大约8小时之后醒来，大约清晨4点体温达到最低点。后来我们把钟表拿走了——只剩你体内的时钟，这样你就开始按照自己体内的时间生活了。渐渐地你的一天越来越长，每个循环周期都延长了一个半小时。你的体温周期也变长了，但是只增加了1小时。若干个循环周期之后，你上床睡觉的时间，正是你体温达到最低点的时候。”

在接下来的一星期里，你的工作休息周期和体温循环周期都是同步的，它们决定你一天的长度是25小时，你上床睡觉的时候总是体温最低的时候。大多数在地下室接受试验的人都是这样，并且在度过了大约10天没有钟表的日子之后，活动休息周期开始逐渐慢于体温变化周期，两种周期彼此分离了。在很多个日子里，这两种周期之间没有任何关联。直到你的睡觉与醒来的节律延迟到一定的程度，便再次与体温最低点相近，然后两者又再次分离。

年轻人还有几千个问题想问，但是教授建议他先去山上的修道院酒店，参加实验结束的庆祝会。庆祝会上他们能够详细回答他的问题——只要他们知道问题的答案。

理论

在20世纪30年代，植物学家们再次将研究转向了百年未解决的问题——体内时钟是怎样运行的。在多次实验中，他们证明了德梅朗的观察是正确的，并且发现了许多在明暗条件和温度循环变化的情况下，内部时钟的运行规律。直到第二次世界大战结束之后，对体内时钟的研究再次蓬勃发展起来。在这个领域两位最重要的先锋人物是德国的约根·阿绍夫和邵特·科林·皮腾德莱——他当时在普林斯顿工作，后来到了斯坦福大学。20世纪60年代早期，阿绍夫被任命为马克思-普朗克协会的研究分所所长，这个分所是由两位现代行为心理学家艾里希·冯·霍斯特与后来的诺贝尔奖获得者康拉德·洛伦茨建立的。新落成的研究所坐落在巴伐利亚的中心，“圣山”附近。“圣山”上有最著名的传统啤酒厂——安戴克斯修道院酒厂。

阿绍夫和他的同事吕特戈·威沃想弄清楚人类是否也与许多植物和动物一样受到体内时间系统的控制。虽然多数研究生物钟的科学家不再怀疑生物钟的存在，但是部分研究者仍然认为，人们不可能建立一个完全不受外界时间影响的环境。他们声称，可能存在目前未知的、与地球自转相联系的因素，在操纵我们的循环活动。由阿绍夫和威沃着手建造的安戴克斯“地下室”，是在山丘的内部修建的两个小房间，理论上在小房间里时间是静止的。地下室内部排除了一切可能使被试获取时间信息的因素。没有窗户，完全没有声音，就连在附近街道上行驶的重型卡车产生的震动都不会对这里有任何影响。地下室甚至还有金属外壳，阻止电磁波动的干扰。

进入小房间的路是一条走廊，这条走廊由两扇厚厚的门分隔，其中一扇门只能在另一扇门锁上的时候才能打开。走廊连接了地下室中没有时间的世界和地下室外有时间的世界。走廊中的架子，用来放置被试的购物清单和装尿样的瓶子。通过分析尿样，科学家可以检测被实验者每天新陈代谢的变化，例如钾、钙以及一些可以反映激素变化的物质。科学工作者们不定期地进入走廊，甚至可能在午夜进去。这样是为了防止被试根据物品送达、样品收集的情况来推断时间。房间的地板里有电子设备，用来记录被试验者移动的时间和频率。为了记录被试的体温，后者必须带上直肠探管，探管通过固定在腰带上的导线与墙上的插座连接。此外，他们还必须写详细的日记，记录每天身体和心里的感受。

根据科学研究目标的不同，研究持续的时间从一个星期到几个星期不等。有的时候，实验房间被分成两个独立的单元，被试只有一个；有的时候，实验的目的是研究群体中不同个体的生物钟是怎样互相影响的。

虽然在进行地下室实验之前，关于植物和动物拥有自主运行的生物钟这一想法已经得到了全面的证明，但是对人类的实验结果却使那些想证明人类的体内时钟与其他生物体内时钟运行方式相同的科学家感到愕然。在每一次实验的第一天里，被试都保持着与外界正常时间的联系，不管是外界的人还是阳光都可以进入实验室。此后，他们不再有时间指示，他们每天的生活规律一定程度上会保持不变：2/3的时间是醒着的，1/3的时间用来睡眠。在地下室里的生活与外界生活存在一点不同，在多数实验中，由被试体内生物钟决定的时间比24小时长一些。另外一个重要的不同之处是，被试通常入睡的时间是其体温达到最低点的时候。而在外面的世界里，我们的体温达到最低点的时候是我们的睡眠中点（入睡到醒来的时间段的中点）。

多数的实验中，被试的身体节律都是同步波动的，这就是说，他们的周期都是24到25小时。少于1/3的被试验者的检测结果令人吃惊：他们体内不同节律的运行周期都不同，而且差距越来越大。例如某个被试的体温每25小时达到一次最低值，然而他却每隔40小时才睡一次觉，似乎他们体内时钟的指针已经彼此分离不再同步。这个观察结果显示，控制我们日常身体活动的生物钟不只有一个。

在身体节律不同步的被试之中，多数人的行为性节律（睡眠/苏醒，安静/活跃）都比基本生理节律（体温和激素的上升和下降等）慢。另外有些被试的行为性节律和生理性节律的不同步则正好相反：行为性节律“一天”的周期比生理性节律（circadian）“一天”的周期（约为24小时）短。

阿绍夫与他的同事们于20世纪60年代末发现了身体节律彼此不同步的现象。在与外界时间隔绝的情况下，动物的行为节律可能会变长也可能会变短，甚至会分裂成两个独立的部分。行为性节律与生理性节律的明显分离看起来是人类特有的（关于这一点，我将会在《时间生物学》这一章节详细阐述）。在上文中，有几个被试在地下室里度过的“一天”是平常一天的两倍，甚至更长。但即使在这种情况下，他的体温节律和其他生理节律仍是保持在24小时左右。

阿绍夫对身体节律分离的解释经常受到批评，批评者的理由如下：身体节律出现明显分离的例子中，睡眠周期通常是体温周期的两倍。因此被试在由其体内时钟所决定的“一天”里，经历了两次体温最低点：一次是他在夜间睡觉的时候，另一次是他活跃期的中点（这时他一般都会想睡午觉）。很多这样的被试的午觉时间都变长了。因此批评者认为，所谓的“午觉”实际上是夜晚的睡眠，被阿绍夫和他的团队错误地认为是“午觉”。

虽然反驳的观点有理有据，但相关的实验中也有一些支持阿绍夫对身体节律分离的观点的证据。正如本章案例部分描述的那样，被试在地下室里的“一天”很长，然而他在日记中并没有明显地表达不寻常的感受。他仍然吃三顿饭，食量并未增大。另外他们在如此漫长的一天里，平均每天只有一次排便。最有力的证据在于被试的主观时间感觉。为了观察在没有外界时间信息的环境中，被试的时间观念会有怎样的变化，被试被要求进行时间估计。就这点来说，地下室的实验者很像《鲁滨逊漂流记》的主人公——他们会开始仔细观察环境，尝试估计时间。被试如果感觉一天按了32次按钮，便会马上记在日记本里。根据阿绍夫的理论，如果被试在地下室度过的“一天”的长度延长了，他所估计的“1小时”的时间也可能有所延长。即使被试度过的一天有50小时也是这样（如果被试的“一天”变成了50小时，那么他的“1小时”就变成了2.08小时）。但他对在分钟层面上的简短时间的估计并未随着“一天”时间的长短变化而改变。对简短时间的估计一直未变，可以作为对被试并未觉察一天变长的一个解释。例如他们经常听的音乐就反映了一个固定时间段，如果对简短时间的估计改变了，他们是应该能够感觉到的。（诸如他们可能会在日记本上写道：“我有这样的一种感觉，我的留声机似乎疯了，它转得越来越快。”）

不管存在多少对地下室实验结果的阐释，这些实验都向我们展示了一个极具吸引力的生物钟世界。每个人的体内时钟在与外界时间隔离的条件下的反应各有不同。每个被试都生活在个人的时间里，某些人甚至同时在不同的时间里生活——他们的生理节律和行为节律均不相同。阿绍夫的记录同时显示，被试的身体各项功能越一致，他们的感觉越舒服。

你也许会问，为什么我们的行为节律如此缓慢（多数超过24小时），并没有跟上正常时间的脚步呢。暂且不管一部分人在地下室里所度过的“一天”的准确长度有多长，他们的生理节律总是和行为节律相差1小时。在与外界时间隔绝的条件下，大多数动物和植物的体内时钟也不是一天24小时。进化使我们的身体具有了一些非凡的功能，但是为什么进化却不能给我们一个准确的生物钟呢？这是一个进化中被遗漏的缺陷吗？

有人会解释说，体内时钟的准确性不是很重要，否则在进化的过程中必然会被矫正。这种观点似乎有它的正确性，但实际上，这个论题是一种循环论证，类似于一些宗教问题（既然上帝是全能的，那么为什么上帝不能做这样或者那样的事情）。另一方面，德梅朗发现体内时钟在持续黑暗的环境下仍然在继续运转，也就是说人体的身体节律并不仅仅是对白天、黑夜的变化而产生的被动反应，而明显它是由一个内在机制控制的，这让很多科学家都非常感兴趣。体内时钟的很多特性都是在没有时间变化的、与世隔绝的实验环境中体现出来的，这样的环境与不断变化的、真实的外部世界不同。除了少数一些例外——例如居住在洞穴里和深海里的生物——有机体一直经历着明亮、温暖的白天和黑暗、寒冷的夜晚，并且世界上多数生物在年复一年、日夜不停地变化中也表现出不同的特性。环境的改变促使我们的身体节律发生了改变，也就是说，我们的生物钟之所以是现在这个样子，完全是千百万年来进化的结果。然而体内时钟到底为什么不受外界时间的影响而自顾自地持续运行？在本书中，我们将会在后续章节里回顾这样一个问题：体内时钟是怎样产生的？它们赋予了生物怎样的生存优势？

虽然本章节描述的地下室实验完全是人造的、不自然的，与平常生活毫不相干，然而我们还是可以经由多个角度从这一实验得出以下结论：

1．我们身体经历的时间由内部的生物钟决定（就像其他生物一样）；

2．因为体内时钟决定的“一天”（循环周期）并不是24小时，所以显然须在现实生活中对这种时钟进行不断地矫正；

3．生物钟周期可能因人而异；

4．如果我们的身体节律中的行为节律和生理节律频率相似，我们就会感到非常舒服。