第7章 大自然的杰作——生物钟(3)

人体生物钟三节律周期理论是指一个人在自身“水平线”上的波动。当人体三节律处于临界期或低潮期，人确实会感到智力下降、情绪欠安和体力易疲劳感，但人是有理智的，有责任感的。我们了解自己的临界期、低潮期，对它没有恐惧的必要，更不要以生物钟低潮期或临界期为借口。为了降低事故发生率，把处于节律双重、三重临界日驾驶员换下来干其他工作，或提醒他谨慎驾驶，以高度责任感来克服临界日的不适。当然高潮期的驾驶员麻痹大意，以为乱开车也不会出事故，这是绝对错误的。对于学生考试，智力钟处于临界或低潮期，确对水平发挥有一定影响，但考试日期却是不能由个人决定的，如考试期正值低潮期，其前些日子必是高潮期，正确的做法应当在高潮期抓紧时间学习，把功课温习好，临近考期做一些轻松活动，如听听轻快的音乐，保证足够的睡眠，以良好的精神状态和顽强的拼搏精神去迎考。相反，一味盲目乐观庆幸考期处于生物节律高潮期，而不认真温习功课，也不可能考出好成绩。

雄鸡一唱天下白

“喔喔喔”，农村里的大公鸡叫个不停，它把人们从梦中唤醒，似乎是说，天亮啦，快起床吧！

鸡是一只“活时钟”，古人称它为“知时禽”。“犬守夜，鸡司晨”，“未晚先投宿，鸡鸣早看天”，说的也是这个意思。

我国周朝有种叫“鸡人”的官，专门负责“司晨”，就是在祭祀这一天，每当鸡鸣的时候，专门唤醒百官赶快上朝。后来发展成每天早晨“鸡人”戴上鸡冠形的红帽子，撞钟报晓了。

雄鸡的啼叫声还是人们作为策励自己上进的警号。有个“闻鸡起舞”的故事说：祖逖和刘琨两人，年轻时都抱有远大的志向，发誓要驱逐入侵的外族，振兴晋朝。他俩常常同睡一床，枕戈待旦。半夜后，他们就竞听鸡叫，互比早起，闻鸡一叫，两人马上从热被窝里跳出来，跑到庭园去舞剑戟，刻苦练武，准备随时为国效劳。后来，他俩都成了名人。

我国是世界上养鸡最早的国家，我国殷商甲骨文中就记载了鸡。

《诗经》中有“鸡鸣喈喈”，“鸡栖于树”的诗句。鸡在古代，是六畜中最先被畜用的禽畜。

世界各国民间流传着不少同鸡有关的风俗。古人义结金兰或两国结成兄弟同盟的时候，就有宰鸡饮血誓盟的仪式。人们婚娶时，男方到女家迎亲，送雌雄鸡一对，以兆百年偕老。鸡被看作是吉庆的象征。中国、印度和希腊等国，古代都盛行斗鸡的风俗。至今在亚洲、欧洲和美洲都还保留着斗鸡的习俗，以巴西、墨西哥、菲律宾、缅甸等地最盛行。

“雄鸡一唱天下白。”公鸡为什么一到清晨就啼鸣呢？经过科学家的长期观察和研究，证明生物体内有一个奇妙的“生物钟”，指挥着生物的行为。鸡的“生物钟”长在鸡的大脑和小脑之间的一个松果形状的小内分泌器里。光线能使松果体细胞内外的电位差发生变化，从而发生化学反应，使“生物钟”摆动。它记忆着昼夜的明暗规律，指挥着公鸡的日常活动：天快亮了，公鸡就放声啼唱；天要黑了，就赶快去宿窝。

生物钟与时差综合症

人有体内时钟，地球上有各种生态周期。它们协调地交织在一起，形成了丰富多彩的人类生活和绚丽璀璨的自然环境。然而，现代文明往往会使这和谐的节律受到侵扰，从而造成麻烦。

乘飞机旅行的人，由时差引起的不适便是典型的例子。

人体钟不可能像现代喷气发动机那样高速运转。在东西方向飞越时区和日界线时，旅行者会像在不知不觉中失去或赚来一天或几个小时的时间；从华盛顿飞抵西安的游客，刚下飞机时会感到紧张、劳累和不习惯。他们的这种感觉并不是虚幻。因为实验已经证明，快速跨越时区会使人产生明显的生理和心理变化。美国的一组志愿人员曾在美国俄克拉何马城和菲律宾的马尼拉之间做过往返飞行试验。结果发现，这些人在到达目的地后34小时内，没有一个人能够顺利完成10个两位数加法运算，有些人的“反应时间”甚至增加了2～3倍。而在南北方向飞行（时差小于半小时），则没有类似现象发生。

在这个实验中，俄克拉何马城与马尼拉之间的时间相差10个小时，试验者在飞行中要跨过10个时区。如果飞机在1月”日上午5时起飞，经10小时飞行后到达马尼拉，试验者体内生物钟保持在当天下午3时，（俄克拉何马地方时间），但这时马尼拉的地方时间却已经是1月28日早晨6时了。试验者普遍因为27日这一天“变短”而感到不适。

这是由东向西飞行的情况。反过来，由西向东飞行时也是如此。

这种由于人体内的生物钟和地方时间（外部时间）突然失调而引起的人体不适，就叫做高速飞行时差综合症，也叫时区疲劳症。随着现代交通工具的发展，人们跨洲过洋的旅行机会逐渐增多，因而时差综合症也就越来越多地引起人们的重视。例如，德国民航局的研究人员就曾提出过这样建议：作东西方向飞行的游客到达目的地后，最好先休息一天，然后再外出游览；商业人员在到达后的34小时内，最好不要从事重要的业务活动。另外，据说美国政府还正式规定，外交官作这种飞行后，必须休息一天，才能进行谈判。

除时差综合症外，夜间工作也会在短期内影响人的精神状态。随着工业化程度的加强，实行三班工作制的地方越来越多。新走上工作岗位的青年工人，如果对日常生活程序的这种改变缺乏充分准备，除有精神不适外，睡眠、饮食等日常生活习惯也会受到影响，倒班时往往要发生差错。因此对于他们来说，应该加速对于新生活、新作息时间表的适应。最好的办法就是尽可能加强白昼和黑夜性状（包括光亮、黑暗、进餐、休息等）的对比，主动适应新程序，使自己的体内时钟尽快地和外部环境同步起来。

生物钟与合理支配时间

时间是最宝贵的。几乎每个人都力图在有限的时间里做出更多的有益于人类的业绩，以创造生命的最高价值。然而，人们应该怎样去利用时间，才能达到这个目的呢？

这里，除通常所说的珍惜、抓紧和不浪费时间外，还有一个合理支配时间的问题。

大家知道，在一天的不同时间里，人的精力状况是不一样的。用生理学家的话来说，就是人的大脑皮质对外界刺激的反应能力，随时间而变化。合理支配时间的秘诀就在于最充分地利用你最显效率的时间，把最重要的工作安排在你一天中最有效的时间里去做。这样可以花较少的气力完成较多的工作，收到“事半功倍”的效果。

每个人的生理情况和所处环境不同，一天中最显效率的时间也不一样。“一日之计在于晨”，这只是一种笼统说法，不是每个人都适用的。据说，生理学家经过大量观察和研究，根据生理活动规律把人分为“百灵鸟”型和“猫头鹰”型两大类。百灵鸟型的人早睡早起，上午精力充沛，办事效率高。而属于猫头鹰型的人则刚好相反，他们下午精神焕发，深夜工作效率最高，早晨却要睡觉。

多数人属于“混合型”。他们适应环境的能力很强，一昼夜中具有上述两次工作能力高峰。据说，我国伟大原思想家鲁迅常在晚上挥笔写作，白天会客、看书。诗人艾青则于早晨大发诗兴。巴尔扎克同他们又不一样，他一般是从半夜到中午埋头写作，从中午到下午4点校对样稿，5点用餐，5点半上床睡觉，半夜起来工作。前苏联著名教育家苏霍姆林斯基说，他的30多本教育学方面的专著，以及枷多篇学术论文，都是利用早晨5点到8点的时间写成的。

当然，合理支配时间并不是机械地服从时间的安排，而是要让有限的时间以高效率发挥出更多的作用。对于一个充满进取心的人来说，时间是不能用工作、学习、娱乐和休息截然分开的。从事于自然科学研究的人，常常把阅读文艺小说当作一种休息；同样，搞文艺创作的人，也把浏览科普书刊视为休息。他们都在休息之中主动扩大自己的知识面。有些著名科学家，不管在什么时候，一旦出现所谓灵感或其他某种机遇，就抓住不放，穷追不舍，从而做出了重大发现。据说德国化学家开库勒，由于梦象的启发提出了苯化合物是六边形的设想，最后得到了证实。这类故事虽然多少带有传奇色彩，但它对于今天的青年来说，还是有启迪作用的。

我们现在正在进行伟大的四化建设。时间就是效率，时间就是效益。让我们都能惜时如金，努力创造业绩吧！

生物钟的调拨

钟表可以调拨对时，那么生物钟是否也有这种性质呢？生物活动的时间节律既然不是它们对外界环境变化的简单反应，那么究竟与外界环境的变化有无关系呢？

科学工作者在实验中又有了新的发现。

他们把鼯鼠放在一个铁丝笼子里，将笼子放在全黑的环境中，发现这种动物的活动周期逐渐偏离了24小时，已变为23小时或25小时，这就叫做“近昼夜节律”。如果以23小时计算，鼯鼠每天提前一个小时开始奔跑，那么，经过3个多星期，鼯鼠的活动就比自然界中的鼯鼠推迟一昼夜。

蟑螂是一种害虫，傍晚最为活跃，成群结队地出来觅食。有人把蟑螂装进笼子里，再把笼子放到暗处，用电子眼监视它们的活动，给它制造一个与外界颠倒的昼夜环境。黑夜用电灯照亮暗室，清晨关闭电灯，保持黑暗。大约经过1个星期，蟑螂的活动次序也颠倒过来。

在人造的黑夜里进行活动，尽管这时外边还是光天化日。

原来，生物的生物钟也和人造钟表一样，可以进行调拨，可以调快，也可以调慢，还可以把时间的起点对在任一时刻上。钟表的调拨是通过人来完成的，生物钟的调拨靠的是什么呢？联系上边的实验，我们可以自然地联想到，生物钟的调拨者，正是生物周围变化的环境条件。生物钟本身的存在是内因，而环境条件变化的影响则是外因。生物所以偏离了原来的自然节律，而按着人为的节律活动，是因为生物钟被人为的环境条件调拨了。一旦把实验生物再放到大自然的环境中，要不了多久，它们的生物钟又被自然环境调回到原来的状态，重新按着自然的节律活动了。

随着研究的深入，人们一定能发现更多生物的生物钟，进一步加深对生物钟本质及其规律性的了解。

为什么要研究生物钟

讲到这里，也许有人会问，科学工作者花费这么大的精力来研究生物钟，有什么现实意义呢？

迄今为止，我们研究生物钟的目的，不是在于要用生物钟来计量时间，因为我们已经有了非常精确的晶体钟和原子钟，这比起生物钟要精确得多。研究生物钟的目的，在于认识生物界，了解生物界未被人类所认识的规律性，更好地改造自然。同时，我们也可以从生物界得到许多有益的启示，为我们现代科学服务。

生物钟是生物长期进化的产物，是生物为了确保生存而适应环境条件的重要手段。

为了提高农作物的产量，我们可以尽量满足作物所需要的自然环境条件。比如大豆在12∶12的光暗循环条件下，开花早、产量高；在9∶9或15∶15的条件下，开花迟，产量低；而在8∶8或16∶16的条件下，就不能开花，没有收获。

另外，我们又可以适当地改变环境条件，人为的调拨生物的生物钟，使它们向着对人类有利的方向发展。有些水稻的品种对日照的长度非常敏感，它可以感知日照长度的微小变化，每天延长或缩短几十分钟的光照，就可以使水稻开花的时间推迟或提前许多天。

生物钟和人类也是密切相关的，据医学文献上记载，有许多疾病周期性的发生，如周期性发烧，周期性腹疼，周期性呕吐，周期性麻痹……甚至有这样的事：有位足球教练，他的膝盖有规律的每9天发生一次肿胀，使他不得不按这个规律来制定练球计划。这些疾病，显然和人体的生物钟有关。对生物钟的研究，就可以帮助我们揭开这些病因的秘密并提供科学的治疗方法。

人体在不同时间对各种药物的敏感性也不一样，通过实验得知：心脏病人在上午4时对药物“洋地黄”的敏感性要比别的时候大40倍，糖尿病人则在上午4时对“胰岛素”最为敏感。为了增加疗效，减小副作用，就可以根据生物钟的原理控制病人的服药时间。

据说人的衰老也与人的生物钟有关，有的人衰老得慢，有的人衰老得快，这是因为他们的生物钟的某些特性不同。研究生物钟，可以给人们提供长寿的方法。

大家知道，无论是宇宙飞船还是核动力潜艇，都需要人来驾驶。这些驾驶员是在密封舱里工作的，根本看不到白天和黑夜，作息时间是人为地用电光来控制。特别是宇宙飞船遨游太空时，地球上的各种环境节律都已消失了，但是人的生物钟仍然需要按着24小时的节律来工作，否则人就会感觉疲倦不堪，无法完成航行任务。所以，必须使宇宙飞船控制台的工作制度完全符合地球上24小时的时间节律。

有些动物在长途的迁徒中，有着惊人的根据天体定位的本领，这就需要用它们的生物钟对时间进行精确地校正。如果我们弄清了生物钟的本质、时间感受器的特性和记忆时间的原理，毫无疑问，对我们设计自动导航和自动跟踪系统是会大有帮助的。