生理時鐘無所不在

晉朝分為西晉和東晉兩個階段。西晉末期，二十來歲的祖逖和劉琨，在京城洛陽當個小官，兩人是很要好的朋友。當時內憂外患不斷，兩人都有大志，一心報效國家。

祖逖和劉琨經常住在一起，天將亮時，一聽到雞叫聲，就起來舞劍，希望能文能武。這就是成語「聞雞起舞」的由來。因此聞雞起舞，比喻勤奮向上、努力不懈。

西元 311 年，匈奴人攻入洛陽，北方大亂。317 年，琅琊王司馬睿（晉元帝）在建康（今南京）即位，史稱東晉。在這之前，史稱西晉。當北方陷入混亂時，祖逖率領一批人南下，輔佐晉元帝，封為鎮西將軍。劉琨留在北方抗擊異族，做到都督。兩人都發揮了各自的文韜武略。

談到這裡，該造兩個句了：

我們要有光明的前程，就要學習聞雞起舞的精神，勤奮學習。

他天一亮，就起來鍛鍊身體，這種聞雞起舞的精神令人欽佩。

接下去要談談這個成語的科學意涵了。公雞之所以在破曉時啼叫，主要是「生物鐘」的關係。生物的生長和作息，都有一定的規律，這就是生物鐘。譬如牽牛花都是早上開花，蟋蟀傍晚後才會鳴叫，類似的例子不勝枚舉。

公雞呢？脊椎動物的大腦與小腦間，有個內分泌器官，叫做松果腺。晝行性動物，到了晚上松果腺會分泌褪黑激素，讓動物安然入睡。天亮時受到光線的刺激，褪黑激素分泌減少，動物就會醒來。公雞對光線的變化特別敏感，破曉時的微弱光線變化，也會讓牠醒過來，昂首啼叫。人們聽到公雞叫聲，就知道天要亮了。

公雞一般在天剛亮時啼叫，夏天在四、五點鐘，冬天在五、六點鐘。在沒有鐘錶的時代，公雞報曉是人們的重要時間指標。章老師小時候家裡沒有鐘錶，主要靠公雞啼叫，和固定時間前來叫賣的小販吆喝聲，知道大概是什麼時候了。

那麼，公雞醒來為什麼啼叫？雞是一種群居性動物，每個群體由一隻強壯威武的公雞當領袖。啼叫主要是宣示領域，也就是告訴其他雞群，這個地盤是我的，你們不要進來。

因此，破曉時一隻公雞啼叫，附近的公雞就會跟著啼叫，都是宣示領域的意思。既然公雞啼叫是一種領域行為，所以公雞白天也會啼叫。小朋友，你到動物園的兒童動物區遊玩，聽過大白天公雞啼叫嗎？

寫到這裡，還有點空間，順便介紹另一個成語——擊楫中流。祖逖率軍北伐，渡過長江，船到中流時，他慷慨激昂的擊打著船槳，立誓恢復中原。這個成語用來比喻：成就一件事的決心和激情。

減肥的黃金守則之一就是：不要吃宵夜！但如果嘴饞該怎麼辦？只要沒有超過一天的熱量額度，應該沒關係……吧？

如果你也是這麼想的，那可就大錯特錯了！

最近一項由布萊根婦女醫院（Brigham and Women’s Hospital）團隊發布在《Cell Metabolism》期刊上的研究就發現：吃飯不只要吃得好、吃得巧，抓對 timing 更重要！

接下來，就讓我們有請師爺（誤）研究團隊來為您解釋解釋：什麼叫 timing？

想減肥只要少吃多動就可以了？情況沒有你想得那麼簡單！

一般說到減肥，大家腦袋中浮現的不外乎「管住嘴、邁開腿」這六個字，不過，其實少吃多動等改變只能產生暫時的效果，因為在飲食之外，還有一系列非常複雜的因素會影響能量平衡、增加肥胖風險，而其中一個重要的因素，便是我們身上的晝夜節律系統 aka 生理時鐘。

過去已經有不少研究發現，較晚吃飯會增加肥胖風險、增加體脂、降低減肥成功率，不過，背後的原因的到底是啥卻沒人清楚。

於是，布萊根醫院「晝夜節律和睡眠障礙部門」中的成員們決定迎接挑戰，來解開這個神祕的難題。他們找來了 16 位 BMI（身體質量指數）落在過重和肥胖範圍中的患者，在實驗開始前，所有人都要嚴格遵守固定的作息表和用餐內容，而後前往實驗室分別進行兩套飲食方案。

方案一：愛吃早餐組，每天 9 點乖乖吃早飯，一天三餐、餐餐不落，六點前吃晚餐。

方案二：晚點吃飯組，跟另一組吃同樣的東西，但跳過早餐，改吃午餐、晚餐和宵夜，宵夜會在 9 點~10 點間吃。

晚吃飯真的母湯！更容易餓還不易消耗

不管早吃飯還是晚吃飯，所有參與者到了 12 點都得乖乖上床睡覺，隔天早上 8 點起床，這樣持續六天，每天都要定期匯報自己飢餓程度和嘴饞程度，然後三不五時讓研究者們量個體溫、確認下能量消耗、抽點血……。

結果發現呢，較晚吃飯會讓人們更容易餓，想吃東西的慾望和想吃的量都會增加，還會想吃澱粉類和肉類食物。

除了這些主觀的回饋外，我們體內的激素也會隨著吃飯的時間而改變：比如說，一種叫做「瘦素」（Leptin）的激素會下降，而當這種激素的濃度下降，我們就比較容易覺得餓。更慘的是，晚吃飯還會降低我們的核心體溫，並讓我們燃燒的卡路里的速度變慢、總數變少，平均每天會少消耗約 5.03% 左右的熱量。

此外，晚吃飯也會影響讓我們體內脂肪組織的代謝，比如說，它會讓 PLD6、DECR1、ASAH1 幾個負責分解脂質的基因表現量下降，反之，負責脂質合成的 GPAM、ACLY、AACS、CERK 等基因表現則會增加。根據過去的相關研究，可以推斷這樣的變化會讓身體減少脂肪分解、增加脂肪生成，也就是說：你的身體會更容易自己囤油啦！

綜合這種種觀察結果，晚吃飯不僅會增加食慾、增加攝取量，還會減少熱量消耗、容易累積脂肪，總而言之，就是讓整體肥胖風險 Up Up 啊！所以說你愛吃宵夜的各位啊，還是快快將手上那罪惡的食物收起來吧！如果真的很想吃，那就早點吃飯吧！

參考資料

1. https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221004121928.htm
2. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(22)00397-7

• 作者：陳瑞麟／中正大學哲學系講座教授

三十多年前，知名的物理學家霍金（Stephan Hawking）寫了一本暢銷的科普書《時間簡史》，以「時間」為核心介紹宇宙論的演變。雖然《時間簡史》顯示出「時間」是個物理學和宇宙論中無所不在的變量，卻不是一本真正的「時間簡史」，因為它沒有針對「時間是什麼？」這個問題來回答，也沒有涉及物理理論之外的「時間」概念。

嚴格說來，目前世界上可能沒有一本真正的「時間簡史」──《解剖時間》（The Clock Mirage: Our Myth of Measured Time）也許是我所知範圍內的第一本。

《解剖時間》是數學家兼科普作家馬祖爾（Joseph Mazur）在 2020 年出版的科普著作，光看作者背景或英文標題會讓人以為這本書只是在談人類如何測量時間，或把時間量化和數學化的故事。但其實本書的內容就如中文書名所示，馬祖爾介紹的是人類如何從各種不同的角度去思索「時間」這個概念，不限於數學和物理學。

這裡的「人類」包括歷來的哲學家、數學家、物理學家、心理學家、生物學家和普通人，正因如此，本書與先前一些的標榜「時間」的著作有所不同。《解剖時間》企圖告訴我們：「時間是什麼？」以及探討時間的奧祕並不是物理學家的專利。然而，除了物理學之外，我們還有什麼管道或方法能回答這個大哉問呢？

公元第四世紀的基督教哲學家聖奧古斯丁（St. Augustine）明確地提出「時間是什麼」這個問題，接著回答：「如果沒有人問我的話，我還滿清楚時間是什麼；但如果有人問我，而我試著解釋的話，我就搞不清楚了。」奧古斯丁的妙答敏銳精準地捕捉了絕大多數人在面對這個提問時的心理反應，也因此馬祖爾在本書中多次引述他。

然而，大多數人要不是在繁忙的「時間壓力」下放棄思索「時間」，就是沒有適當的管道和引導來認識「時間」，又或是只能找到介紹物理時間的著作。對於後兩種情況，本書無疑捎來福音。

《解剖時間》全書分成五個部分，分別是「測量」、「理論家、思想家與觀點」、「物理學」、「認知的感官」以及「生命的韻律」；這五個部分可以粗略地對應到「測量時間的工具所定義的時間」、「從古代到近代哲學理論的時間」、「當代物理理論的時間」、「人們心理內省時感知的時間」、「生物生理循環的時間」。每一部分之下又有 3～5 章不等，每一章探討一個不同的主題或現象。

例如，第 1 章「水滴、移影」介紹歷史上的計時工具是如何出現，又如何報時。第 2 章「搖鈴、擊鼓」介紹機械鐘如何被發明以及幾具歷史上有名的機械鐘。第 4 章「芝諾的箭袋」介紹哲學史上有名的「芝諾悖論」，這個悖論爭論運動是不可能的，只是個假象，馬祖爾隨後討論亞里斯多德如何駁斥此論證。第 13 章「它跑哪去了」介紹人老化後的心理時間感覺是否會比年輕時更慢或更快。第 16 章「內在的節拍」介紹生物活細胞內部的體內時鐘現象──生物不像人一樣能夠製造機械鐘並認知時間，但是它們照樣活得十分有規律，能在固定的時刻從事固定的行為，那麼究竟是什麼樣的生理機制導致這樣的現象？

全書19章構成一個「時間的萬花筒」。至於其它各章的內容，相信讀者在看了筆者對上述幾章的精簡摘要後，能夠產生自行翻閱本書的動機。

作為一本科普讀物，馬祖爾盡力地介紹科學家對於各種時間現象的研究，展現他們如何透過精巧的理論和實驗來解釋「時間」這個概念。然而，這並不表示馬祖爾只著眼於當代科學家的研究成果。事實上，馬祖爾頗具歷史感地寫作每一部分，他會回溯歷史上的哲學家對於相關的時間議題或現象的思考，再逐漸導向當代科學的成果。

例如第四部分針對我們心理感知的時間，在開場的第 12 章中，馬祖爾討論了十九世紀的哲學家柏格森（Henri Bergson）的「內在時間經驗」和詹姆斯（William James）的「意識流」（雖然馬祖爾把詹姆斯稱為「心理學家」）；第五部分則從十七世紀哲學家笛卡兒（Rene Descartes）的視覺研究開場。這也是為什麼筆者會把這本書視為一本「真正的時間簡史」。

除了哲學家的觀點在本書中扮演一定的角色外，普通人（或常民）的聲音也沒有缺席。馬祖爾在很多章節之後的「楔子」，報導他訪談一些普通人的時間觀。在本書中登場的普通人有奧運選手、鐘表工匠、在監獄中受刑的因犯、國際太空站的太空人、初學相對論的學生、到中國組裝 iPhone 工廠體驗工人作業的研究生、股票交易員、長途卡車司機、飛機機師等。這些不同職業常民的時間觀，迥異於思想家和科學家的觀點，為本書注入生動的人間百相。

在「後記」（即「結論」）中，馬祖爾說：

試圖回答時間大哉問的這些嘗試，古怪地彼此強化、複雜化也互相對立。這當中沒有一個嘗試能給出真正具說服力的答案；然而所有嘗試的總和卻提供了一個無明確解的辯證。這個大哉問彷若把我們帶到了一個沒有盡頭但卻相當豐富的大迷宮裡⋯⋯

結果，

我們有形形色色的時間：康德的時間、心理的時間、物質的時間、數學的時間、相對的時間和它的謬論與膨脹、宇宙的時間和它的好奇心、時鐘的時間和它的同時性，以及人類的時間和人類急於完成各種事物的匆忙。

馬祖爾覺得我們無法針對「時間」概念提供一個系統性的答案，而只能提出一些片片段段的觀點和故事嗎？如果是，我想，馬祖爾可能有點悲觀。畢竟，本書不是已經提供了一個方向了嗎？至少從計時工具、哲學思辨、物理理論、心理感知、生物生理韻律、常民觀點這六個面向來切入「時間」，也因此形成一本真正的「人類時間概念簡史」。

雖然本書的「歷史感」還可以再加強，而且在本書中沒有討論卻滲透在各個人文社會領域中的「歷史」──重要的「人文時間」──也必須是「時間萬花筒」中一個必要的面向。

我們都對「生理時鐘」（biological clock）這個名詞並不陌生，日常生活的常識，如規律的生活作息有益健康、人在中午10點左右會特別想睡覺、還有每天特定的時間專注力特別好……等等，都跟生理時鐘密不可分。但是，到底什麼是生理時鐘呢？我們又為什麼有生理時鐘？生理時鐘是只有大腦高度開發的靈長類才有的特權，還是就連最原始微小的細菌也都有生理時鐘在調控著他們？

事實上，生理時鐘是一種擬人化的說法，把固定周期性的變化跟人類時鐘上的時間做連結。在科學界中，通常以約日節律（circadian rhythm）來描述這樣的日周期變化。Circa在拉丁的字首中代表著大約、大概的意思；而diem在拉丁文的字義中則是一天，所以circadian rhythm的最簡單也直觀的定義就是周期大約一天（e.g. 22或23小時）的固定變化，而這也是「約日節律」的由來。最簡單的例子就是我們的睡眠-清醒周期（sleep-wake rhythm），在自然的條件下，我們傾向睡眠8-10小時，並清醒另外的14-16小時，符合約日節律的定義。

那為什麼會有約日節律出現在地球上的生物呢？仔細想想，地球的自轉周期不也是大約24小時嗎？所以在生命演化出來前，這些日夜變化就已經存在了呢！因此，生命的演化也自然地把這個約日節律帶入生命的起源-DNA中，從簡單的細菌到複雜的靈長類，都有約日節律在體內調控著一切的生理變化呢！事實上，雖然細胞分工越精細的生物，約日節律調控也越複雜，但他們的核心系統都是一致的：基因之間的互相調控。

簡單的說，有兩大群的基因彼此調控著對方，CLOCK-BMAL1能推動下游基因的表現，而Period-Cryptochrome（PER-CRY）則是抑制下游基因。有趣的是， CLCOK-BMAL1會促進PER-CRY的表現，而PER-CRY則會反過來抑制CLOCK-BMAL1。所以當PER-CRY表現得越來越多，就會完全抑制CLCOK-BMAL1的功能。由於蛋白質的代謝，不再被表現的PER-CRY會越來越少，而CLOCK-BMAL1也就漸漸恢復了原本的功能，繼續促進PER-CRY的表現。這樣的調控機制周期約是24小時，周而復始，也就成了我們約日節律的分子基礎。

既然CLOCK-BMAL1和PER-CRY彼此調控著對方，那甚麼樣的訊號去推動他們呢？前面說過，約日節律原始於地球的自轉周期，所以「光」的變化很自然地成了非常重要的指示者（indicator）！對哺乳類而言，光的訊號會由眼睛的特殊細胞（melanopsin-containing retinal ganglion cell）接受，並把訊息送到視交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN）。SCN是我們的中央時鐘（master clock），負責協調和同步位於其他組織的小時鐘（peripheral clock）。

除了SCN的調控，後來的研究也發現，飲食和運動也能夠影響著這些小時鐘。所以如果晚上吃宵夜，食物的熱量影響了代謝器官的小時鐘，導致跟大腦中的中央時鐘不同步，時間久了，很多代謝疾病和心血管疾病也就找上身啦！而這也是為什麼要「早上吃得像皇帝，中午吃得像平民，晚上要吃得像乞丐」背後的基礎呢！另外的生活小例子，當你今天出國玩，比如說從台灣到美國，如果到了當地能給那裏的陽光曬一曬，就能夠減少時差的不適和需要調整的時間喔！這是因為光的訊號重設了腦內的中央時鐘，幫助了我們適應新的環境。現在也越來越多的研究證實，連我們每日的心情和免疫系統也都跟身體內的約日節律有關。這也是為什麼現在開始出現聲音，希望醫院到了晚上不要只是把光調暗，而是進一步的改成對約日節律影響比較小的紅光，讓病人們的體內生理時鐘能正常運作，進而達到生理與心理上的進步。

每日的光照變化和我們每天進食的時間與身體內的約日節律息息相關，也彼此影響。生理時鐘無所不在，平常上課上班時，停個腳步，看看四周，你會發現這個常常被忽略的時鐘其實一直滴答滴答的藏在每個角落。

參考文獻：

1. Gebicke-Haerter PJ, Pildain LV, Matthaus F, Schmitt A, Falkai P: Circadian rhythms investigated on the cellular and molecular levels. Pharmacopsychiatry 2013, 46 Suppl 1:S22- 29.
2. Saper CB: The central circadian timing system. Curr Opin Neurobiol 2013, 23:747-751.