Мифы и легенды Времени. Часть II. 24 часа или суточные ритмы
Соответствует ли разделение суток на 24 часа биологическим часам человека? Похоже, что для многих людей комфортным оказывается 25 часовой цикл жизни. А что показывают ваши биологические часы и умеете ли вы настраивать личный будильник?
Итак, продолжаем тему о мифах Времени. Мифом описываемые ситуации названы потому, что наше представление о течении времени довольно сильно отличается от реального положения дел. И мешают ясно увидеть реальность нам как раз мифы о Времени, то есть наши иллюзорные представления о нем.
Разберём такой странный, на первый взгляд, вопрос:
Почему в сутках 24 часа?
Все источники, которые удалось найти по этому поводу, единогласно говорят, что деление суток на 24 часа (12 часов - день, 12 часов - ночь), а позже - часа на 60 минут и минуты на 60 секунд - пошло от вавилонян. В Древнем Шумере использовалась шестидесятиричная система счисления, и отголоски ее получили распространение в Древнем Риме и Древнем Китае. Однако пока в архивах не удается найти упоминания о том, кем и где впервые было введено это деление. Замечательным является тот факт, что это деление суток именно на 24 части распространилось на весь мир, причем без каких-либо вариаций на эту тему. Хотя календари у разных народов отличаются между собой, и довольно сильно, относительно суточного времени им каким-то образом удалось достичь общей договоренности.
24 — насколько это важно?
Казалось бы — разве это принципиально? Математически — конечно, нет. Поскольку это деление совершенно искусственное и не связано ни с какими естественными причинами, абсолютно все равно, на сколько часов делить сутки. Конечно, было бы легче, если бы в сутках было 10 часов или 100 или же хотя бы 50. А в часе — 100 минут, в минуте — 100 секунд. Намного легче было бы при подсчетах, связанных со временем. То же самое связано и с градусным делением. Почему в полном круге 360 градусов, а не 100 и не 1000? Тоже условность. Математически же, не привязываясь к особенностям человеческого восприятия - все равно! Условность - она и есть условность.
Не совсем так!
Но при этом не надо забывать, что часы задают определенный ритм, к которому человеческий (и не только!) организм привыкает и начинает жить, встраиваясь в него. Ритм этот задается как опосредованно - взглядами на стрелки часов, планированием своих действий, так и не посредственно — тиканием и боем часов. Поскольку люди пользуются часами уже несколько сотен лет, этот ритм практически прописался в организме и в психике, и избавиться от него чрезвычайно сложно. Часы найдут нас везде — даже в походе ритм задается по часам, доносятся сигналы точного времени из радиопередач, и т.д. Это отнюдь не естественный солнечный ритм, который на часы сам по себе не делится, а некая искусственное деление, которое, тем не менее, уже очень давно выстраивает всю нашу жизнь.
Конечно, на кого-то влияние часов сильнее, на кого-то слабее. Жители больших городов часы ощущают как некоторую часть себя, им сложно представить себе жизнь без часов. Часы сейчас — это элемент одежды, интерьера, дизайна, архитектуры. В городе можно встретить их везде — в офисах, кафе, магазинах, метро, на остановках транспорта.
Чем дальше человек от цивилизации, тем меньше связан он с часами. В Монголии, например, люди никуда не торопятся — время там течет совсем по-другому. Часы в такой обстановке — в степи, пустыне, лесу, тайге — редкость. И человек живет в этих местах куда спокойнее, у него нет болезненной гонки за временем.
Можно ли изменить?
Как сильно мы зависим от ритма, задаваемого часами? Скорее всего, очень зависим. Взять, например, музыку. Медленная и плавная музыка настраивает на один способ жизни, быстрая и ритмичная, танцевальная — на другой. Узнать силу зависимости можно только одним способом - поставив эксперимент по изменению ритма часов. Пока мы о таких экспериментах не слышали. Все еще впереди — эксперименты с часами, изменение ритма жизни. Хорошо известно, что различная музыка может помогать при лечении определенных заболеваний. Каждый организм индивидуален, и каждому требуется свой биологический ритм. Возможно, подстройкой часов под индивидуальный ритм удастся лечить некоторые болезни, в особенности психической природы!
Синхронность с вращением Земли
Каждый организм, существующий на Земле, является своеобразными часами. Все организмы — плоды эволюции, на протяжении трех миллиардов лет жизнь на Земле развивалась и приспосабливалась, непрерывно и бесконечно передавая информацию от клетки к клетке, из поколения в поколение. Все живые организмы несут в себе все изменения, накопленные в этом долгом процессе развития, поэтому мы так хорошо приспособлены к неустанному вращению нашей планеты.
Физиологическое время на вращающейся планете, имеет циклический характер. Для любых часов, внешних или внутренних, подстройка (сдвиг) на один или нескольких полных циклов не дает заметного эффекта. Однако сдвиг биологических часов на часть цикла приводит к ощутимым физиологическим последствиям, как показывает феномен перепада времени при трансмеридианных перелетах. Такое смещение внутри цикла называется сдвигом фазы, то есть положения повторяющегося процесса в его собственном цикле (например, фазы Луны).
Помимо эффекта перепада времени, открытого лишь недавно в связи с трансмеридианными перелетами, существует постоянная необходимость подстраивать фазу биологических часов из-за небольшого расхождения между собственным периодом этих часов и периодом вращения Земли. Несоответствие этих периодов на час или около того обычно для многих биологических видов, имеющих достаточно точные внутренние часы. У человека, например, период часов близок к 24 часам. Отклонение на час составляет всего 4% суток, очевидно, и вполне допустимо. Из-за близости периода к земным суткам биологические часы этого класса были названы циркадианными (от лат. Circa– около, приблизительно и dies– день, сутки).
Час, по сравнению с сутками, кажется незначительным, но эффект разности периодов быстро накапливается.
Для живых организмов важна синхронность и, чтобы ее поддерживать, нужно постоянно вносить поправку. Если фазу убегающих или отстающих часов нельзя было сдвигать, то они должны были все время двигаться (для компенсации одного часа на экваторе нужна скорость 40 миль в час). Если бы часы были абсолютно точными и фаза неуправляемой, то их владелец был бы навсегда прикован к временной зоне своего рождения. Более того, эти идеальные биологические часы должны быть невосприимчивы к любому фактору, сдвигающему фазу, например, охлаждению. Не имея возможности подстраивать фазу своих внутренних часов (а эту способность утратили отдельные, в том числе многие слепые владельцы), оставаясь на месте, будут смещаться во времени и утрачивать согласованность с окружающим 24-часовым миром. Если расхождение составляет ровно час в сутки, то согласованность будет восстанавливаться периодически, каждые 24 дня. Если улучшить соответствие собственного периода часов внешнему периоду, это не снимет проблемы, а лишь удлинит процесс утраты и приобретения синхронности. Следовательно, для того чтобы поддерживать синхронность наших внутренних часов с вращением Земли требуется нечто большее, чем просто близкое соответствие двух периодов: требуется сигнал, внешний такт, который бы ежедневно подстраивал фазу наших часов к местному времени.
Сигнал времени должен быть строго связан с вращением планеты и ежедневно достаточно точно повторяться. Таким сигналом времени для большинства биологических видов является свет. Постоянное освещение с интенсивностью лунного света оказывается достаточным, чтобы остановить ход циркадианных часов у плодовой мушки и у грибов в лаборатории. У млекопитающих часы менее чувствительны, а у человека еще меньше, но и для нас лучший способ узнать время — посмотреть на свет.
Врожденные биологические часы человека — 25-и часовой период
Что может быть привычнее смены дня и бодрствования, однообразные череды наших дней и ночей? Одновременно с вращением Земли «ткань» нашего сознания совершает обороты, от безотчетных фантазий сонного уединения до коллективных фантазий общественной жизни. Каждый, кто пытался
Вырваться из этого круговорота, знает, что такой порядок вовсе не навязан жестоко чередованием света и темноты, хотя и уклоняться от него долго не удается. Мерный ход геофизического маятника имеет свое подобие внутри каждого из нас и не просто в виде привычки подчиняться ритмам планеты — внутри нас идут подлинные физиологические часы, составляющие часть нашего наследственного багажа. В обычных условиях ход этих врожденных биологических часов полностью подчиняется грандиозным геофизическим часам, чей моделью они являются. Но все же внутренние часы «тикают» и оказывают свою важную роль в нашей повседневной жизни. Давайте же рассмотрим те редкие ситуации, когда удается расслышать независимое, самостоятельное биение биологических часов.
В Баварии был произведен эксперимент в условиях изоляции от времени. В самом начале месячного эксперимента, поведение испытуемого изучается при обычном 24-часовом режиме освещения: каждый раз вечер в 23 часа свет выключался, а утром в 7 включался в соответствие с распорядком, принятым «снаружи». Испытуемый не имеет возможности контролировать освещение, за исключением ночника, но настолько тусклого, что он в счет не идет. Регистрируемые показатели обнаружили ритмическое колебание с периодом 24 часа; цикл сон-бодрствование — один из многих, лишь наиболее бросающийся в глаза.
Доверим теперь контроль освещения в изолированном помещение самому испытываемому. Обычно его (или ее) ритм температуры тела и чередование сна–бодрствования в таких условиях сохраняется, но начинается запаздывать ежедневно примерно на час. Сдвиг будет 24 часа каждые 25 внешних дней, то есть каждые 24 внутренних дня. Если газета продолжает поступать к испытуемому «раз в день», когда он спит, то примерно через 25 внешних дней настанет время, когда сегодняшняя газета придет в лабораторию раньше, чем живущему в изоляции от времени будет передана вчерашняя.
Некоторые люди в ходе экспериментов переключаются на 25 часовой цикл, и показывают при этом удивительные результаты: человек в условиях изоляции от времени обычно уже через неделю переключаются с 25-часового периода (примерно 8 часов сна и 17 часов бодрствования) на периоды вдвое короче, либо вдвое длиннее. В одном из первых экспериментов средняя продолжительность ночного сна без пробуждения составляла 19 часов. Подобная картина встревожила исследователей: столь долгий сон у здорового человека представлялся ненормальным. Но испытуемые сочли такие марафонские дистанции сна и бодрствования вполне удобными и даже не замечали, что сон порой длится всего 4 часа, а иной раз и 18 часов, а рабочий день мог продолжаться 30 часов без перерыва. Во время замысловатых сочетаний, интервалов активности-покоя ритм температуры тела строго выдерживает 25-часовой период. Юрген Ашофф, директор Института физиологии поведения имени Макса Планка в Андексе, первым описал этот внутренний температурный ритм, тем самым доказав строгую регулярность циркадианных биологических часов у человека даже в условиях, когда иные проявления жизнедеятельности этим часам не подчиняются. Ашофф обнаружил, что на протяжении особенно длинных циклов активности-покоя температура тела может подниматься и спадать дважды. При таких примерно 50-часовых «сутках» испытуемый по–прежнему к каждому завтраку получает очередную газету, сохраняет трех разовый режим питания (правда, за каждый раз съедает немного больше обычного, но все же постепенно несколько теряет в весе) и не замечает ничего особенного. Трудно описать удивление и недоверие испытуемого, когда после двух или трех недель изоляции, к нему входит исследователь и возвещает окончание условно месячного эксперимента. Убедить испытуемого может лишь пачка уже полученных (будущих) газет.
Более продолжительные записи спонтанного чередования активности-покоя были получены в эксперименте с сусликами и хомячками, которых годами содержали в одиночном заключении, в изоляции от всех сигналов времени. У этих животных внутренние часы, по-видимому, более надежно синхронизируют сон и бодрствование, чем у нас с Вами. Тем не менее и у них обнаружилось неуклонное изменение циркадианного периода, за несколько лет достигшее всего несколько минут. Некоторые намеки на такую закономерность получены и для человека. Рекорд пребывания в условиях временной и социальной изоляции составляет на сегодня около шести месяцев. Впрочем, возможно, нам просто не известны более длительные и, скажем, более эффективные, но не зарегистрированные эксперименты, проводившиеся в мрачных подземельях средневековых замков.
А вы определили свой суточный ритм? Вам в помощь информация из Мифы и легенды Времени. Часть III. Биологические часы человека
