蒂尔·伦内伯格专著的《神奇的人体生物钟》这本书是关于时钟的——但不是那些可以买到、戴在手上或者挂在墙上的时钟，而是在我们的身体里滴嗒作响的时钟。在漫长的进化过程中，生物钟不是最近才产生的。体内感知时间的能力不仅人类有，地球上的其他哺乳动物，甚至单细胞动物都有这种能力。这意味着，生物钟对地球上的生物来说一定具有无法估量的价值。

早睡早起一定身体好吗？

年轻人为什么常常晚上睡不着，早上睡不醒？

对全球到处旅行的“空中飞人”们来说，怎样才能顺利倒时差？

倒班工作是怎么影响人体健康的？

蒂尔·伦内伯格专著的《神奇的人体生物钟》关于新兴学科“时间生物学”的大作，看似无形的人体生物钟其实对我们的心理、生理健康产生着巨大的影响，甚至决定着人们的生活是否幸福。作者伦内伯格教授的学术生涯曾跨越生物学、物理学、心理学、医学等多个领域，正是这样的经历使他可以跳出学科的限制，以综合宏观的眼光进行生物钟的研究。《神奇的人体生物钟》的出版吸引了科普界、大众心理学界的众多目光，欧美的众多专家、社会研究者竞相阅读。

1. 不同的世界

2. 早起的人和睡懒觉的人

3. 数羊

4. 好奇的天文学家

5. 失去的日子

6. 当黑夜变成白天

7. 精力充沛的仓鼠

8. 健身中心的黎明

9. 潜伏的分子

10. 时间生物学

11. 等待黑夜降临

12. 青春的尽头

13. 完全是浪费时间

14. 其他星球的日子

15. 器官在旅行

16. 睡眠剪刀

17. 从社会主义者和资本主义者谈起

18. 永远的曙光

19. 往返于法兰克福和摩洛哥之间

20. 黑夜中的光

21. 伴侣计时

22. 四季通用的时钟

23. 回归本性

24. 突破黑夜瓶颈

时间生物学

案例

几百万个微生物聚集在一起漂浮在海平面上，就像在跳舞似的。它们向着太阳的方向游去，聚集在同一个地方，以至于形成厚厚的一团生物云。一旦达到一定的密度，他们就会融合成一个整体，因为密度超过了水的密度，因此它们渐渐地沉了下去。在下沉的过程中，一团生物云又分散成单个的生物体，它们再次向有太阳的地方游去。这个过程一再反复，形成了小小的环流，一个磁场，把这些微生物吸到海面上。一团生物云越来越大，越来越厚，又一次沉下去。微生物之间似乎存在吸引力，较大的会把较小的吸引过去。一旦聚集在一起的生物群形成固定的活动轨道，就会像从海平面到海洋深处之间的窗帘或极光似的。

海平面上的芭蕾舞会持续一整天，直到下午生物群变得越来越薄。微生物们似乎放弃了不断向上游的欲望。这条窗帘开始慢慢地消失。越来越多的微生物沉向海洋深处，它们会一直落到海底，或者落到由于水温不同而形成隐形屏障的地方，这个屏障会阻止任何微生物和微小粒子穿过。当太阳落山夜幕降临，落到海底或者隐形屏障上的微生物发出了微弱的光芒——当微生物撞到一起的时候，会发出蓝绿色的闪光，但是这种闪光非常微弱。

它们经常被较大的生物捕食。在它们抱成团的时候，如果猎食者闯入它们的小集团，它们就会互相碰撞发出闪光。有些猎食者会因此被吓得忘记了捕食，甚至落荒而逃。

微生物喜欢向有光亮的地方游，在夜晚的深海里，它们自己也会发出光亮，帮助它们汇聚在一起。它们共同的舞蹈使它们被拘禁在一个环流之中。

冬季来临的时候，海洋温度降低。微生物沉到海底，在淤泥里过冬，直到春天水温升高。一旦它们发觉天气转暖，就会脱掉冬装，准备再次聚集在一起。它们繁衍的方式是无丝分裂。

背景

到目前为止我们主要讨论的是人类的生物钟，提到老鼠和仓鼠也是为了更好地了解哺乳动物的生物钟。我希望，读者们在上一章节已经了解到生物钟是生物身体机能的基础：时钟基因的产物表现出独特的、可遗传的性质（例如时间类型），并操纵着几乎所有层面的活动——无论是开启基因还是改变行为活动，它们是身体的计时器。但是钟表本来只是一种机械的或者电子的器械，是我们遵守时间的助手，我们怎样才能理解生物钟对生存的意义呢？

为了能够正确理解生物钟的意义（以及为什么只有生物钟才能使生物占据相应的栖身之所)，我们最好先把我们人类的物种放在一边，看看别的物种。所以我决定在这一章节的案例中写一写微小的海洋生物。本章主人公是海藻，只是单细胞生物。它的细胞壁外还有一层坚硬的、布满小孔的鳞片。如果把30个这种细胞一字排开，这个链条

案例中的海藻，其学名为“多边舌甲藻”。我对这种海藻的研究持续了15年，一开始是在哈佛的伍迪、哈斯廷斯实验室，后来是在慕尼黑我自己的实验室。当时，这种海藻被称为“多纹膝沟藻”。它之所以成为时钟研究的研究对象，是因为这种单细胞生物能够在生化反应时发光——但只在夜晚进行。生物光对记录生物钟在单细胞中的运行非常有帮助。膝沟藻属于甲藻门，是在显微镜下才能看到的单细胞植物。它们有螺旋桨似的绒毛帮助它们移动。……

P84－85

这本书是关于时钟的——但不是那些可以买到、戴在手上或者挂在墙上的时钟，而是在我们的身体里滴嗒作响的时钟。在漫长的进化过程中，生物钟不是最近才产生的。体内感知时间的能力不仅人类有，地球上的其他哺乳动物，甚至单细胞动物都有这种能力。这意味着，生物钟对地球上的生物来说一定具有无法估量的价值。对于多数动物来说，如果没有或者不按照生物钟规律活动，就会被其他动物吃掉或饿死。在本书中我将会阐述，违反生物钟规律也会对我们的健康和生活质量产生负面影响。现代的生活方式很少能与我们的生物钟保持一致。我们之中的一些人可能因为旅行而在短时间内跨过多个时区，工业国家里的劳动人口之中有20％的人在做倒班的工作。得过时差综合征的人们充分理解若想使生物钟与头脑达成一致该有多痛苦。即时您不做倒班工作也不坐飞机穿越多个时区，也可能会患上我们称之为“社会时差综合征”的疾病。

一本与“时钟”有关的书当然会涉及时间的问题。生物钟的时间不一定与我们在日常社会生活需要按时上班、准时赴约、收看晚问新闻和踏上旅途的那种时间一致。社会时间是人们生活用的参照时间。在19世纪以前，社会时间与当地太阳时间是一致的：中午是太阳到达最高点的时间。相当理性的时间划分规则在铁路被发明之后受到了冲击——突然之间人们可以在短短几个小时之内走过很长的路程，导致当地的太阳时间完全不能用了。旅行的人们几乎每路过一个车站都要调一次时间。因此在1884年很多国家共同实行了一套普遍适用的体系：将世界分成24个时区，把穿过伦敦附近的格林威治观察站的经线设定为本初子午线。只要在同一国度（或行政区）之内，理论上人们可以任选一种时间作为社会生活时问（例如中国大陆只实行一种时间，即北京时间）。这本书将会告诉您，不同的时间体系（太阳时间，当地时间和生物个体的内部时间）是怎样相互作用的。

您将会了解到，个人体内生物钟产生的时间是如何运行的。这种时间就像身高、瞳孔颜色和个性一样，是因人而异的。但是同时，也与太阳时间和社会时间有关联。虽然体内时间对我们来说是最重要的时间——比太阳时间和社会时间更重要——但是很少有人会关注它。每天我们在大约16个小时里都是清醒的，直到我们把活动、思考和愿望放到一边，进入一种像失去意识一样的状态，我们称之为“睡眠”。这种状态的变化每天都在自动地进行，多年以来完全没有人去探究决定这种变化的生物机制。随着日出和日落，动物醒来睡去，植物叶子张开闭合，水中的浮游生物游来游去。所有这些交替变化都在一种生物钟的控制之下，这种生物钟反映了我们这个地球的一天是24小时。但是，睡眠与清醒之间的转换不是两种存在状态的简单转换，不像人们在白天转个身、翻动一张纸片那样简单。两种存在状态更多地是反映了我们所有的身体机能正在进行的变化。这种变化也包含基因工作的开启与关闭，还有人体组织中持续变换的荷尔蒙与递质的相互作用。

我用了几十年的时问研究决定不同生物钟的机制——从细胞核与蘑菇，到人类。这些研究中，部分是在实验室内进行的，在实验室中我们尝试控制全部的环境因素，例如灯光、温度、食物等；部分是在实际生活中进行的，例如在工厂里，我们测定一天之中的不同参数，或者询问普通人他们在什么时间做什么事情。

最初我对生物钟产生兴趣，完全是出于个人的原因，几乎算是偶然。我们这个专业领域的泰斗之一约根·阿绍夫教授，是巴伐利亚中部一个研究所的所长。他和妻子希尔德有六个孩子，这几个孩子都和我上同一所学校。尽管有年龄的差距，但是我和他们是很好的朋友。阿绍夫一家住在阿默尔湖附近的一个叫做埃尔林的村庄，他们的房子在山脚下，非常漂亮，人们叫它“城堡”。阿默尔湖位于上巴伐利亚，离市区非常远，没有公共交通。所以，如果孩子们不断请求，阿绍夫夫妇就会允许他们的孩子邀请朋友们来家里做客甚至过夜。与一大群特别有趣的年轻人在一起，我感到十分快乐——所以我能在“城堡”里待多久就待多久。另外，我和教授也相处得十分愉快，因此我对他和他的同事进行的科学研究的兴趣也越来越浓厚。

在17岁时，几乎每个假期，我都会到阿绍夫的研究所做助理。除了能满足我对科学的兴趣之外，还能与有魅力的人们在一起，而且能挣点钱——这真是理想的状态啊！“城堡”的客人越来越多，父母的朋友们，孩子的朋友们，还有很多科学家——有些科学家是世界闻名的，他们经常开展科学讨论。科学一直让我感到兴奋，埃尔林的氛围让我越来越痴迷——这就是我所希望的生活。

虽然在我刚进大学时就比大学毕业生更了解生物钟，我却选择攻读物理学——在我看来，这是一切自然科学的根基。但是不久之后我发现，其实我对人本身更感兴趣，而物理对了解人类并没有帮助，于是我转到医学系。但是一段时间之后，我发觉这个专业不能满足我的好奇心，因为虽然我希望了解关于人类的一切，但是我的兴趣不在于治疗。后来我渐渐明白，只有了解关于进化、遗传学、生物化学、比较生理学和生态学，才能更多地了解人类。而这些学科不是医学专业的主要研究领域。

所以我最终在生物专业安定了下来。然而多数的讲座课让我感到很无聊。我更喜欢与同学们、科学家们讨论问题，或者阅读大量的科学文献和书籍，这些材料涉及的内容超出了生物学专业第一学年的知识。直到我开始在实验室，工作中搜集实验数据并研究数据意义时，“真正的”学习才开始。把数据以有意义的方式进行阐释，始终是科学工作中让我感到最快乐的事情——至今未变。我相信，这种快乐以及探索神秘数据世界所使用的方法，是从我与约根·阿绍夫的交流开始的，那段时间我正处于容易受到外界影响的阶段。

我在光生物学、神经生理学、大脑研究领域走了几年弯路，后来在“博士后”阶段回到了研究生物钟的学科：时间生物学。在博士后研究的第一阶段，我在埃尔林与约根·阿绍夫一起工作，此时我的身份不再是大学生，而是（某种程度上）独立的科学家。直到1998年10月他去世之前，我和这位“老头子”（家人和好朋友都这样叫他）一直是互相信任的同事和亲密的朋友，他也一直是我的导师。与阿绍夫共事的两年里我主要研究人类年周期，在那之后，我依然想深入研究生物钟在细胞里是怎样起作用的，它们在分子的帮助下怎样规定体内的“一天”。因此我们决定与当时另外一位时间生物学领域的先锋人物哈佛大学的伍迪·哈斯廷斯教授一起工作。在美国马萨诸塞州的剑桥，我在他的研究小组里工作了4年，后来几乎每年夏天都回到那里。

最终回到德国之后，我发现那里的学术氛围不太适合研究人类和单细胞海藻的科学家落脚，尤其是我这样的科学家更喜欢对新领域（例如生物钟）感兴趣，而不是在狭小的专业领域中。我属于哪一种德国学术群体呢？植物学、动物学、生物学、人类学或者医学？最后我到了医学系——那里恰好有医学心理学研究所！这个研究所之所以成为我的学术故乡，是因为所长埃斯特·波珀尔。他是我在德国遇到的少数对新领域、对时间相关的领域感兴趣的人之一，并且他不仅仅对研究样板有机体感兴趣’。

在我研究生物钟的时候，我越来越清楚地意识到，生物钟对我们的日常生活有多么重要。我作了几场关于生物钟的报告，我感到人们对这个主题非常感兴趣，他们发现以前未加注意的平常事情都与生物钟有关。关于生物钟的知识知道得越多，就更加理解自己和他人，就会更加珍惜自己的时间，就会宽容地看待别人的习惯——例如，早晨7点不起床就被看作是懒惰的人，如果有人晚上不愿意和朋友们一起出去玩，就被认为是无聊的人。

在这本书里我讲述了关于生物钟的案例故事，进一步说：我讲述了很多小故事，这些小故事从不同角度阐述了我们体内的时钟与生活的关系。这本书。的每一章都有两部分：案例和（理论）背景。案例部分由一个或若干个部分组成，篇幅或长或短。这些案例多数都是以故事的形式出现，另外还有一些类似描述性的文件资料，但是数据都是符合科学的。很多案例可能并不完全符合事实。例如一位18世纪真实存在的人物注意到了生物钟的存在（却在随后二百多年的时间里未受到重视）。根据他的记录，我加入了自己的想象。我想象他是怎样思考的，他眼中的世界是怎样的。有些案例描述的是最近科学家进行实验的发现——我写这些故事的目的，是希望您注意到某个问题，使您能够理解他们是如何发现某些现象的。虽然这些案例是历史上真实存在的（这当然是指科学发现本身），案例的其他部分是想象的，为了能让故事变得有趣一些（例如科学家在实验室里听什么类型的音乐）。所以故事主角的名字都是我编的——他们真正的名字出现在脚注中。有些故事包含一个问题。这就是说，在案例中我没有解释所有的事实，未解开的谜题可能由读者自己发现，也可能需要阅读理论部分之后才能理解。

我希望用故事引起读者的好奇心，还有对理解问题的渴望。在读完一个案例之后，最好不要马上接着往下读，而是思考刚才阅读的内容——故事里哪些是新的信息，哪些能明白，哪些不能明白。在一个章节的第二部分，即（理论）背景部分，我会详细阐述案例故事中包含的理论事实，希望能够回答读者们的大部分问题，并且希望能使您将体内时钟的有关知识与自己的生活联系起来。

之所以使用案例是考虑到那些以解决问题为导向型的学习者，目的是将读者的注意力转到某个问题上来，而不是一股脑儿地将陌生的词汇和科学概念塞进读者的脑袋。故事以容易理解的方式叙述，几乎像杂志里的一篇文章。医学、法律或科学领域经常使用问题导向型学习方法。大学生们以小组的形式学习，借助教科书、互联网、讲座或与专业人士的交谈，尽可能地在案例中寻找理论背景。以问题为导向地学习的好处是，学生们可以直接接触日常生活中不理解的或者不能解决的问题，立刻能够抓住问题的实质及其意义。案例中抛出的问题能够唤起理解背景知识的兴趣。传统学习方法的缺点是学生们在明白知识的用处之前必须学习理论知识。“为什么我们必须学这个”肯定是在传统的学校体系中经常提出的问题，“你会知道的！”也许是最常见的回答。

这本书不是教科书一一能轻松地阅读应该会让您感到愉快。为了能够减轻阅读负担，我把本书划分成几个层次，您可以根据知识水平、兴趣和好奇心来阅读。案例故事很好理解，不会比一般的娱乐性书籍更难。正如上文已经提到的，您应该在读完案例故事之后思考案例的内容或案例中的问题，然后再接着读背景部分。

每一章的第二部分都有一定难度，用科学理论解释体内时钟的运行以及对生物功能的重要性——我们通常更注意外界的时间，但是体内时间对生物功能的重要性不亚于外界社会时问。我去掉了所有对理解体内时间不必要的细节性信息。我也尽可能地减少历史背景知识，不让读者费劲地记忆科学家的名字（虽然案例故事中出现了许多虚构的人物名字）。为了理解生物钟，我们当然应该至少懂一些生物知识。我也尽可能地简化了生物学的解释。

理论部分由两个层次构成，正文和脚注。没有阅读脚注也能理解文章。有些脚注只是解释了次要的信息一一例如某个词的意义或者来源，有些脚注则概述了一些信息作为微型教程，这些微型教程对于理解体内时钟不是必要的，但是能够加深对体内时间的理解。如果您已经了解进化理论、DNA、基因或者蛋白质以及它们在细胞生物学中的角色，当然也可以跳过不读。虽然脚注不是必须阅读的，但是我希望读者们至少快速阅读一次。在我撰写本书的时候，经常把一些章节给朋友们看一看。他们对我说，有些案例的论证缺少一些东西。有时候他们是对的，而有时候他们没读明白只是因为他们没看脚注。

阅读本书的时候，您可以分层次地阅读，或者反复阅读，每一次的阅读重点放在不同的层级上。我的目的是在这本书里为读者提供必要的知识，以便理解体内时间——也就是我们自己的生物钟时间。我希望您认识到，体内时间系统对日常生活有多么的重要。写这本书给我带来了很大的乐趣。我希望您在阅读本书的时候也能体会到乐趣。乐趣是真正理解某种事物的最好的工具，使我们能够不费力地记住信息。

这本书是一份来自天才科学家蒂尔的礼物，它为广大读者提供了一个了解自身和我们生活的世界的绝好机会。

——牛津大学 罗素·福斯特教授

通过《神奇的人体生物钟》，蒂尔·伦内伯格这位慕尼黑路德维希大学的教授带领读者探索了这片神秘的未知领域。蒂尔将人们比喻为“云雀”或者“猫头鹰”，他解释了时差综合征是怎样产生的，为什么青少年早上总醒不来……蒂尔是一位充满智慧的向导，拥有将尖端学术变得浅显易懂的能力，这本书是这个重要新兴学科的重要著作，无论是致力时间生物学研究的学者，还是仅仅想弄明白“为什么我的睡眠总存在问题”的普通人，都可以一读。

——《怪诞心理学》《正能量》作者理查德·怀斯曼