知道现在几点的牡蛎
这个故事改编自乔·马钱特的“人类宇宙：文明与星辰”。
1954年2月，一位名叫弗兰克·布朗(Frank Brown)的美国生物学家发现了一件如此不同寻常、如此令人费解的事情，以至于他的同龄人基本上是从历史中写出来的。布朗从康涅狄格州纽黑文附近的海床上挖出了一批大西洋牡蛎，并将它们运往内陆数百英里外的伊利诺伊州埃文斯顿的西北大学(Northwest University)。然后他把它们放进密封的暗室里的盐水锅里，保护它们不受温度、压力、水流或光线的任何变化的影响。正常情况下，这些牡蛎会随潮汐进食。它们打开贝壳过滤海水中的浮游生物和藻类，在贝壳关闭时有休息时间。布朗已经证实，它们在涨潮时最活跃，涨潮大约一天两次。他对软体动物如何计时这一行为很感兴趣，所以他设计了这个实验来测试它们在远离大海并被剥夺了任何有关潮汐的信息时会做些什么。它们正常的进食节律还会持续吗？
在最初的两周里，情况确实如此。它们的摄食活动每天晚50分钟继续达到高峰，与纽黑文牡蛎家园海滩上的潮汐同步。这本身就是一个令人印象深刻的结果，表明贝类可以保持准确的时间。但后来一些意想不到的事情发生了，这永远改变了布朗的生活。
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牡蛎的进食时间逐渐变得越来越晚。又过了两周，又出现了一个稳定的周期，但现在比纽黑文的潮汐滞后了三个小时。布朗大惑不解，直到他查阅了一本天文年鉴。当月亮在天空中最高或最低低于地平线时，每天都会出现涨潮。布朗意识到，牡蛎已经根据当地的月球状况修正了它们的活动；它们在埃文斯顿-如果它在海边-将经历涨潮的时候进食。他从每一个明显的环境线索中分离出这些有机体。然而，不知何故，他们在追随月亮。
有一段时间，布朗的实验变得臭名昭著，成为生物学中最具争议的结果之一。科学家们刚刚开始意识到，生命过程会随着环境周期的不同而变化，比如一天中的不同时间，但该领域的其他所有重要人物都相信，这些节奏最终是由生物钟驱动的；布朗唯一坚持的生物体与神秘的宇宙线索有关的观点被广泛驳斥。这种分歧反映了在生物与我们的星球和更广阔的宇宙之间的关系上，存在着更深层次的哲学分歧。我们是自主的、自动运行的机器，还是生命在与地球、太阳、月亮甚至星星不断地、微妙地交流？
布朗的批评者从未动摇，他几十年的作品被认为有缺陷而被丢弃。传统的科学报道几乎没有提到他，只是作为一个警示故事：警告偏离常识太远的危险。自那以后，“时间生物学”领域出现了爆炸式增长，研究人员发现了错综复杂的分子齿轮网络，这些网络将时间保持在我们的细胞内，使地球上几乎所有的生物都能预测太阳的每日和季节性运动。但在生物钟的核心仍然有一个根本的谜团，从未被解释过。而暗示布朗可能发现了什么的顽固的涓涓细流正在迅速变成洪水。
几千年来，地球上的生命与太阳每天在天空中的运动轨迹是和谐的，这一点已经为人所知。我们早上醒来，晚上睡觉。花的开放和关闭取决于一天中的时间。鸟鸣预示着黎明的到来。
但这些每日周期通常被视为对不断变化的环境信号(如温度或光线)的被动反应。直到1832年，瑞士植物学家奥古斯丁·德·坎多勒(Augustin De Candolle)才首次提出，含羞草等植物的睡眠-觉醒运动可能是由内部计时器引起的。
到了20世纪50年代初，其他一些科学家开始对生物节律感兴趣。在德国，著名植物学家erwin buünning记录了豆苗叶片的睡眠运动，而生理学家jürgen asschoff通过自己的实验发现了人体体温的24小时节律。在美国，出生于英国的生物学家科林·皮特滕里赫(Colin Pittendrigh)在特立尼达应对疟疾时注意到蚊子活动的日常周期，之后开始研究昆虫的节律。罗马尼亚出生的弗朗茨·哈尔伯格(Franz Halberg)在药检结果被小鼠白细胞水平的每日波动破坏后，进入了这一领域。
布朗被月球的影响迷住了，而他的竞争对手则专注于24小时循环。无论他们研究的是什么物种，他们也发现在恒定的条件下，节律仍在继续。但在他们的实验中，在没有外部线索的情况下，节奏的速度略有变化，因此峰谷逐渐相对于太阳日漂移。
不同的个体最终得到了不同的周期长度-每个周期都接近，但不完全是24小时。研究人员得出结论，这种节律肯定是由生物体细胞内的私人内部计时器驱动的。在正常情况下，这些循环会受到光和温度等环境信号的推动。但它们完全有能力独立奔跑。
起初，布朗也是这么想的。但他开始怀疑这是否可能。在他的实验室里，螃蟹的月亮和太阳周期准确地持续了几个月，即使显然与周围的环境隔绝了；他无法想象一个独立的内部时钟怎么能保持如此准确的时间。然后，在1954年，用时移牡蛎进行了实验。尽管是在封闭的暗室里，他们还是根据月球的当地运动调整了他们的活动。他不依赖于内部定时器，而是确信它们是从天空中感应到信号的。
布朗决定研究他能想到的最基本的生物过程：新陈代谢。在持续多年的实验中，他研究了发芽的土豆，以及豆子、粉虫幼虫、小鸡蛋和仓鼠，以保护它们不受温度、压力和光线的影响。虽然他们被认为是与外界隔绝的，但他在他们的代谢率中看到了模式，不仅与太阳和月球的运动相匹配，而且与地球大气中的压力和天气变化相匹配。就连土豆也“知道”的不只是时间，而是一年中的哪个季节。这就好像生命在与地球同步跳动。
布朗的结论是，生物体对外部地球物理因素很敏感，可能是重力的微小波动，甚至是尚未发现的微妙力量。在他的竞争对手的实验中，布朗争辩说，受试者毕竟没有与环境隔绝，据说这证明了独立时钟的存在。他们沐浴在微妙的有节奏的磁场中，并受到这些磁场的影响，这些磁场随着地球的转动而变化。
这样的想法被他的同龄人视为具有威胁性。他们中的几个人一直在努力让其他科学家认真对待他们自己在日常周期上的工作。他们的职业声望取决于使用严格的、可重复的方法，并将他们的理论建立在无可挑剔的因果物理原则上；布朗关于神秘力量的说法是危及该领域的危险的胡说八道。他们坚持认为，他的测量不够准确，或者他在高度复杂的数据中看到了根本不存在的模式。然而，布朗很有魅力，口齿伶俐，而且他正在左右公众舆论。
第一次重大打击发生在1957年，当时美国领先的科学杂志《科学》上发表了一篇非同寻常的论文，一位名叫拉蒙特·科尔的受人尊敬的生态学家在论文中声称，通过变戏法处理随机数字，他“发现了独角兽的外生节奏”。这一讽刺是针对布朗和他的团队的，它传达的信息很明确：他们的结果就像独角兽本身一样虚构。布朗后来回忆说，这是一次史无前例的人身攻击，它“对我们造成了非常严重的打击”。“我们到处都遇到了这篇文章的含沙射影。”1959年，哈尔伯格随后创造了现在定义该领域的术语：“昼夜节律”。
人们常说它指的是24小时循环，但这并不完全正确。它来自拉丁语，意思是“大约一天”，而哈尔伯格选择它恰恰是为了强调布朗理论中的关键缺陷：大多数自由奔跑的每日节奏并不完全是24小时长的。1960年6月，在纽约市附近的冷泉港举行的一次享有盛誉的生物钟会议上，紧张局势达到了顶点。
这一事件现在被认为是时间生物学的决定性时刻，在这一时刻，Pittendrigh和其他人提出了他们对生物钟节律的看法，认为它是内部的、自我维持的，由类似于时钟齿轮的振荡生化机制控制。对于这个年轻的领域来说，一切看起来都很好，因为它有新的术语和强大的理论框架。只有一个问题：布朗。起初他没有被邀请，但他还是去了，他是唯一一个主张核心起搏器由宇宙信号驱动的演讲者。他面对的听众大多怀有敌意。
布朗的其中一个论点可以归结为温度。每个人都一致认为，生物节律的时间令人惊讶地抵挡住了即使是相当剧烈的温度变化。螃蟹会变色，苍蝇会在正确的时间从蛹里出来，无论它们是热是冷。干燥的种子储存在恒定的条件下，无论是保持在低于冰点20度还是保持在高于50度的温度，它们的发芽能力仍然表现出一年的节律。然而，布朗指出，生化反应的速度随着温度的变化而变化很大；通常情况下，温度每上升10摄氏度，生化反应的速度就会翻一番。他的竞争对手无法解释任何生化机制是如何创造出不受这种影响的时钟的，而由太阳和月亮驱动的外部、不变的信号将完美地解释这一特性。他警告说，他们坚持认为存在内部计时器，这是在冒“追鬼”的风险。皮特恩德里格反驳说，是布朗凭借他神秘而微妙的影响力在追逐鬼魂。
会后，布朗注意到他的论文越来越多地遭到拒绝，该领域的其他人现在根本不再引用他的研究。根据布朗的说法，哈尔伯格最终承认，大约在这个时候，他的竞争对手私下同意为了油田的发展而阻止、忽视或诋毁他。不管这是否正确，他们肯定不再与布朗和他的想法打交道；从那时起，几乎就像他不存在一样。
布朗和他的宇宙线索被抛弃了，对生物节律的研究变成了对生物钟的研究。自那以后，由此产生的领域改变了我们对生活方式的理解。例如，阿肖夫开始了一系列开创性的实验，以调查当人们与太阳隔绝时会发生什么。在进行了二战旧掩体的飞行员研究后，他于1964年在巴伐利亚的一个山坡上建造了一个专用的隔离设施。他与一位名叫RüTger Wever的物理学家同事合作，一次将学生关在里面几周，用包括运动传感器和直肠探头在内的一系列仪器追踪他们。隔音室很舒适，有起居室、淋浴和小厨房，但所有关于一天中时间的线索-如钟表、收音机或电话-都被驱逐了。
威弗观察到，阿肖夫本人是第一个志愿者。在10天的逗留结束时，他在获释时“非常惊讶”地发现，他最后一次醒来的时间是下午3点。之后，300多名志愿者每人“转入地下”3至4周。
就像在其他物种中一样，阿肖夫发现，志愿者的日常节律即使在恒定的条件下也会持续，这表明人类也有与生俱来的生物钟。当缺乏来自外界的信息时，睡眠-觉醒周期通常比太阳日略慢，平均周期约为25小时。
多年来，他和韦弗证明，循环可以被训练成跟随信号，如强光、温度和社交暗示。对于一些志愿者来说，他们的睡眠模式千差万别，白天的时间长达50小时，尽管他们没有意识到这一点。但它们的生理--如体温或代谢物的排泄--几乎总是在24至26小时的窄带内持续振荡。这意味着他们的睡眠-觉醒模式与他们的生理不同步，阿肖夫称这种现象为“去同步化”。这是他最重要的发现之一--第一次暗示体内有多个时钟，驱动不同的功能，如果没有适当的外部提示，它们可能会解耦。志愿者们报告说，当这种情况发生时，他们感觉不太舒服，这导致阿肖夫警告说，切断与太阳的联系，例如定期轮班工作，可能会对健康造成破坏性后果。
1971年，加州一名研究果蝇日常节律的研究生横跨大西洋，首次发现了钟是如何工作的。罗纳德·科诺普卡(Ronald Konopka)分离出了三个失去计时能力的突变苍蝇品系：一个节奏减慢了29小时，一个周期太短，只有19个小时，还有一个根本没有周期。事实证明，这三个人在同一基因中都有不同的错误，随后在1984年，其他研究人员发现了这一错误。他们将该基因命名为“PERIOD”，并发现其编码的蛋白质每24小时大量上升和下降。最后，他们瞥见了生物钟内部的机器。时间生物学家已经找到了他们的鬼魂。
从那时起，许多其他的时钟基因已经被识别出来。它们编码的蛋白质在一个复杂的反馈环网络中相互调节，最终创造了布朗认为不可能的事情：一个稳定的周期，大约每天与太阳同步跳动一次。不仅在果蝇中发现了类似的系统，从细菌到人类的每一种生命都有类似的系统。这些太阳钟告诉动物什么时候进食，什么时候跑步，什么时候睡觉，什么时候消化。它们允许植物整夜定量供应淀粉储备，并在黎明前启动并运行光合作用机器。它们告诉真菌何时形成孢子；昆虫何时出蛹；并发出信号，指示数千种海洋浮游生物在黎明前下沉，每晚浮出水面-这是地球上最大的生物量运动。通过跟踪日出和日落的转换时间，时钟还可以驱动季节变化，准确地告诉生物体什么时候迁徙、蜕皮或繁殖。
与此同时，在人类中，对昼夜节律的研究已经成为医学上最热门的领域之一。生物钟调节我们的睡眠模式，以及身体功能，如消化、血压、体温、血糖水平、免疫反应，甚至细胞分裂。正如阿肖夫警告的那样，我们忽视了这些节奏，后果自负。自从第一盏人造灯光点亮以来的两个世纪里，我们的生活方式越来越脱离日出和日落的24小时循环。我们中的许多人熬夜，轮班工作，在不同时区之间跳跃。我们白天在昏暗的办公室里工作，晚上暴露在电脑、电视和智能手机的灯光下。这是一个问题，因为虽然我们的生物钟可以独立运行，但如果没有外部信号的支持，它们可能会严重偏离轨道。
2017年，时间生物学领域获得了终极科学认可：为识别出周期基因的研究人员颁发了诺贝尔奖。著名生物学家保罗·诺尔斯评论说：“我们这个星球上的人是太阳的奴隶。”“生物钟嵌入了我们的工作机制，我们的新陈代谢，无处不在。”
那么，是什么神秘的力量使布朗的牡蛎能够追踪天空呢？布朗知道，除非他能提出一种机制，否则他的竞争对手不会把他当回事。因此，1959年夏天，他仔细监测了从新英格兰海岸泥滩收集的34000只蜗牛的爬行情况。他惊讶地发现蜗牛能分辨出不同的指南针方向。
不仅如此，在太阳日和月球日之后，它们的首选方位也会随着时间的推移而变化。他可以用磁铁影响或破坏这种行为。最后，他相信他可以解释动物即使在封闭的实验室里也能探测到当地时间：它们能感觉到地球磁场的每日变化。
这个磁场主要是由在地球外核内循环的熔铁产生的。总体而言，它的形状就像是行星上有一个巨大的条形磁铁，一极是北方，另一极是南方。但它也受到外部因素的影响，如天气和磁暴-以及太阳和月亮的运动。来自太阳的辐射使高层大气中的原子电离，产生自由电子。
地球的地磁场极其微弱，大约比标准冰箱磁铁的磁场小一百倍，太阳和月球的潮汐甚至更微小。布朗是最早提出动物可能有磁感的研究人员之一，他不知道他的蜗牛是如何察觉到如此微妙的变化的。
但他知道这可能是他的外部宇宙线索理论的确凿证据。他在1960年的生物钟研讨会上兴奋地展示了他的成果，告诉观众生物对非常弱的磁场非常敏感。他坚称，虽然我们看不见，但我们都沉浸在电磁海洋中，波浪、潮汐和涟漪会随着地球、太阳和月球的相对位置而变化，使生物体与太阳系的状态和一天中的时间保持不断的联系。
然而，这一重磅炸弹并没有说服他的竞争对手；事实上，它让他们更加坚定了对他的反对。就在他们为生化生物钟的研究制定了严格的原则时，微妙的磁感应的概念却超出了人们的想象。然而，尽管他们在公开场合避开了布朗，他们并没有完全忽视他的想法：恰恰相反。
阿肖夫在他自己的任何关于去同步化的论文中都没有提到屏蔽实验或电磁场的明显作用。
今天，关于阿肖夫和威弗几年后建造的著名掩体，人们很少提到的是，它包含的不只是一个地下公寓，而是两个。平行的单元几乎是一样的，有配套的床、厨房和录音机。但有一个非常重要的区别：其中一个被完全封闭在一个由软木、卷线、玻璃棉和钢材组成的巨大胶囊中，没有电磁辐射可以通过；住在里面的任何人都完全与地球磁场隔绝。目的是要证明屏蔽对志愿者的生物钟没有影响，并一劳永逸地证明，
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