2017年夏天,当传播学教授杰弗里·根特里从俄克拉荷马州搬到东新墨西哥大学任职时,他惊喜地发现早上起床变得更容易了。他意识到,不同之处在于清晨的光线。在新墨西哥州波塔莱斯,九月的早晨,根特里在早上 6:30 左右与太阳一同升起,但在俄克拉荷马州的那个时间,天仍然是黑的。
随着地球自转,太阳首先到达时区的东部边缘,日出和日落随着你向西移动而逐渐推迟。根特里的搬迁使他从俄克拉荷马州中部时区的西部边缘转移到了山区时区的东部边缘。出于好奇,他深入研究了科学文献,发现了时间生物学领域,即研究生物节律的学科,例如昼夜循环如何影响生物。“我真的只是从我自己的实验中偶然发现了它,把自己当成了豚鼠,”他说。
2022 年,根特里和一个跨学科的同事团队为该研究体系增添了新的内容,在《时间和社会》杂志上发表了一项研究,该研究表明,致命机动车事故的发生率在时区最西端的人群中最高,那里的日出和日落时间比东部晚至少一个小时。时间生物学研究表明,较长的傍晚光照会让人熬夜更晚,正如根特里发现的那样,早晨的黑暗会让人更难开始工作或上学。研究小组推测,西部边缘的人们可能会遭受更多致命的车祸,因为他们在黑暗中通勤,睡眠不足,并且注意力不集中。
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在关于春季夏令时 (DST) 向前拨快一小时以及秋季标准时间 (ST) 向后拨慢一小时的健康和安全问题的喧嚣声中,您所居住的时区位置实际上可能会产生更深远的影响吗?我问了根特里。“这非常有可能,”他说。
时间研究人员提出了这一点,研究结果和公众舆论调查也反映了这一点:我们标记时间的方式有些不对劲。这些问题始于每年在夏令时和标准时间之间切换。在这个壁垒分明的时代,一次又一次的民意调查发现,大多数人在不喜欢随着季节来回拨动时钟这一点上达成了一致。然而,关于是否全年坚持标准时间或夏令时的问题再次将人们分成了不同的阵营。
科学家通常提倡永久标准时间,或根特里称之为“自然时间”,因为它能更好地将人们的作息时间与全年的太阳对齐。“研究这个问题的人都意见一致,”他说。另一方面,大西洋两岸的公众舆论都倾向于永久夏令时——许多政治家也同意——这可能是因为夏日阳光带来的积极联想。(一项进行这种转变的法案于 2022 年在美国参议院获得一致通过,但随后在众议院受阻;最近重新推出了新版本。)
一些科学家反驳说,这样的举动将是一个严重的错误:《世界报》援引开创性的时间生物学家和睡眠研究员蒂尔·罗内伯格的警告说,永久夏令时会让欧洲人“dicker, dümmer und grantiger”(更胖、更笨、更暴躁)。
关于夏令时与标准时间的冲突成为了吸引眼球的头条新闻和引人入胜的社交媒体帖子。但是,关注冲突会忽略关于我们如何选择标记时间的更大问题。仔细研究这些研究,不仅揭示了关于夏令时影响的不确定性,还揭示了关于其他因素的不确定性,例如时区是如何划分的,以及可能最重要的是,围绕光线和黑暗来安排我们的作息时间可能对健康和安全产生深远的影响。
“我们绝对需要考虑我们的时间,”范德比尔特大学医学中心神经学家兼睡眠部门主任贝丝·马洛说。“以及我们作为一个国家将如何真正解决这个问题?”
地球自转产生的 24 小时昼夜循环是支配我们生活的力量。荷马所说的玫瑰色手指的黎明是时间生物学家所说的zeitgeber,德语意为“时间给予者”——一种自然信号,它触发了体内控制我们生物钟的周期性过程。例如,晨光会提示我们的身体加速产生皮质醇,这是一种帮助我们感到清醒和警觉的激素。与此同时,随着皮质醇在傍晚减少,黑暗会触发促进睡眠的激素褪黑激素。
用时间生物学家的语言来说,人类和其他动物的生物钟节律被训练或同步到太阳钟。
人类设计了时区和夏令时等方案,以优化他们与昼夜自然循环的互动。但是,时间政策与zeitgeber之间的匹配通常是不完美的。
当我们在春天使用夏令时将时钟向前拨快时,许多人突然不得不在光线启动与清醒相关的生理过程之前起床去上学或工作。根据 2014 年澳大利亚的研究,夏令时期间皮质醇水平的峰值大约晚了一个小时。然后,在一天结束时,人们不得不在数小时的黑暗向他们的身体发出该睡觉的信号之前就寝。
这种突如其来的变化,尤其是在春季向夏令时的转变,可能会严重损害健康和安全。在 2020 年《美国医学会杂志神经病学》上发表的评论中,贝丝·马洛和同事概述了夏令时过渡期间对健康产生负面影响的证据,包括更少和更差的质量睡眠,中风和心脏病发作的风险增加,以及幸福感下降,特别是对于全职工作的男性而言。
此外,尽管关于道路安全的研究结果褒贬不一,但一些研究发现,在夏令时转换后的几天内,交通事故和死亡人数有所上升。
然而,这些不良影响是短暂的。夏令时的长期影响很难研究,因为阳光量会随着季节而变化。只有一项研究直接比较了永久夏令时和永久标准时间:一项为期七年的研究,对象是居住在俄罗斯西北部的 10 至 24 岁的学生,当时政府在 2011 年强制将季节性夏令时改为全年夏令时——然后在 2014 年再次改回永久标准时间。
永久夏令时意味着冬季的日出和日落时间也会更晚。2017 年发表的结果表明,全年夏令时与冬季感到沮丧以及周末睡得更晚的可能性更高有关,这种现象被称为社交时差。时间生物学家蒂尔·罗内伯格及其同事在近二十年前创造了这个词,用来描述人们因不得不在他们自然醒来之前起床去上学或工作而经历的慢性睡眠不足。
“社交时差是无法与自己的生物时间同步生活的总称,”罗内伯格说。他将用闹钟叫醒比作在循环完成之前停止洗衣机:“我们得到的只是又湿又脏的衣服,”他说。“这就是我们在身体里得到的东西。”
社交时差是我们现代世界的产物。根据 2022 年在 JAMA Network Open 上发表的研究,近一半的美国成年人在有机会时会晚睡至少一个小时。研究表明,这种现象在青少年中尤为明显,这既是由于生物学原因——例如,褪黑激素的释放往往在该年龄组中延迟——也是由于环境因素,例如晚上熬夜玩电子产品和过早的学校上课时间。
罗内伯格和其他人的研究表明,社交时差——以及它所反映的睡眠不足——与吸烟和摄入更多酒精和咖啡因以及一系列不良健康影响有关,包括肥胖症、代谢综合征(一组增加患心脏病、中风和 2 型糖尿病风险的健康状况)、心脏病风险因素和抑郁症。研究还表明,社交时差与高中和大学生的学业成绩较差有关。
在一篇详尽的综述中,罗内伯格及其同事认为,通过将日出和日落时间推迟一小时,永久夏令时势必会加剧社交时差。但俄罗斯的研究是该联系的唯一直接证据,并且尚不确定这些影响(俄罗斯研究人员将其描述为“小或非常小”)是否适用于年龄较大的群体或居住在昼夜循环不太极端的地方的人们。例如,在研究中的三个城市之一沃尔库塔,太阳在冬季有一段时间永不升起,而在夏季有六周永不落下。
与我为本文采访的所有研究人员一样,英国萨里大学的睡眠和生理学教授德克-扬·迪克认为,永久性地将我们的时钟提前一小时可能会造成危害,因为在冬季,许多人将不得不在黑暗中开始他们的一天。“任何暗示你必须在日出之前起床的作息时间都可能引起问题,”迪克说。但他也认为不应夸大反对夏令时的理由,尤其是在我们季节性地遵守夏令时的情况下。
“关于夏令时以及它有多糟糕的整个讨论让我有点不安,”他告诉我。他指出,在春季过渡到夏令时,然后在秋季回到标准时间期间看到的轻微影响很快就会消失。“没有充分的证据表明在整个夏季,当我们实行夏令时时,一切都会变得更糟,”他说。“我认为没有证据表明这一点。”
民意调查显示,我们通常不喜欢一年两次地调整时间。根据《经济学人》杂志和市场研究公司 YouGov 在 2021 年对 1,500 名美国成年人进行的具有全国代表性的调查,近三分之二的美国人希望取消时钟的更改。
永久夏令时在美国的许多政治领导人中享有两党支持。佛罗里达州共和党参议员马可·卢比奥在一份文件中支持《阳光保护法案》,他引用证据表明夏令时可以促进健康、安全、娱乐、商业和节能。然而,其中一些研究侧重于来回切换的危害,因此人们也可以使用它来支持全年标准时间。
在其他情况下,卢比奥有选择地挑选显示夏令时益处的研究,而忽略了相互矛盾的研究。美国国会研究服务处为美国国会议员编写的 2020 年报告没有发现实质性证据表明夏令时改善了健康和安全,也没有发现它在很大程度上减少了能源消耗——如果有的话。
而且,在鼓吹支持性证据时,永久夏令时阵营遇到了与取消夏令时阵营相同的障碍:研究人员尚未充分研究全年夏令时的影响。
在有争议的 2020 年《时钟与睡眠》杂志观点中,睡眠科学家克里斯蒂娜·布鲁姆和曼努埃尔·沙布斯呼吁科学界承认现有数据的不确定性,并开展研究以填补这些漏洞。尽管如此,即使是布鲁姆也承认,总的来说,现有数据充分表明,改变时钟以将光线从早晨转移到傍晚可能对我们的健康和安全不利。
“我们所有研究人员都一致认为,更安全的选择是采用永久标准时间,”瑞士巴塞尔大学的博士后研究员布鲁姆说。
非营利组织“拯救标准时间”列出了来自 30 多个睡眠科学和医疗组织的认可——包括美国睡眠医学会、美国医学会和美国神经病学学会等——以及个人科学家和研究人员。
在这里,我觉得有必要指出,我们上次尝试永久夏令时时,情况并不理想。为了节约能源,国会在 1973 年底设立了全年夏令时的试行期。但随着美国人面临黑暗冬日早晨的现实,公众的支持率急剧下降。到 1974 年 10 月,该国已恢复为每年四个月的标准时间。
神经学家马洛在美国国会就永久标准时间的益处作证时说,感知与现实之间的脱节是由于我们思考和谈论季节和时间变化的方式造成的。“人们将标准时间与寒冷、冬季和黑暗联系起来,”她说。与此同时,“春季向前”与温暖、更长白天的回归相吻合。
但是,当然,夏令时并没有为您购买更多的光线。冬季白天短,夏季白天长,无论您如何标记时间。
除了夏令时之外,关于我们如何在环境中控制光线和时间的其他因素——我们如何划分时区、使用人造光以及设置学校和工作时间表——也会影响我们与太阳钟的关系以及健康和安全。
要了解时区,了解基本的地理知识会有所帮助。地球在 24 小时内完整自转一周。想象一下,经线从北向南延伸,将地球划分为 24 个区段,每个区段标记一小时的自转。时区大致沿着这些经线划分。随着地球自转,太阳首先在时区的东部边缘升起和落下,然后在大约一小时后在西部边缘升起和落下。
时区边界两侧的情况变得很有趣,太阳位置基本相同,但时钟时间却不同。例如,在 1 月下旬,佐治亚州哥伦布市(东部时间)的日落时间约为下午 6:10,但在时区边界另一侧的阿拉巴马州奥本市,日落时间为下午 5:10。
根据 2019 年发表在《健康经济学杂志》上的研究,生活在时区边界日落时间较晚一侧的人们(例如哥伦布市的人们)往往就寝时间较晚,平均每晚睡眠时间比日落时间较早一侧的人们(例如奥本市的人们)少 20 分钟左右。研究人员利用大型全国性调查和来自疾病控制与预防中心的数据发现,与睡眠不足和社交时差相关的健康结果对于日落时间较晚的人们来说更糟。他们的工资也比日落时间较早的人们低约 3%,后者休息得更好,想必生产力也更高。
“当您真正放大到边界附近时,效果会更大,”该研究的合著者、匹兹堡大学的经济学教授奥塞亚·吉恩泰拉说。
季节性变化,包括春季向夏令时的转变,没有产生显着影响。吉恩泰拉说,您所居住的时区位置可能比夏令时产生更大的影响,但他不能确定,因为夏令时不是该研究的重点。他指出,这将更难研究,因为时间变化通常会影响时区边界两侧的人们。(亚利桑那州是美国大陆唯一不实行夏令时的州。)
时区的另一个棘手之处在于,它们并非严格遵守经线,而是蜿蜒曲折以适应城市和州界限。在美国,除太平洋时区外的所有时区都包含地理时区边界以西的区域。传播学教授杰弗里·根特里和一个团队(包括来自东新墨西哥大学的地理、生物学和教育学专家教授)将地理时区以西的那些区域称为“偏心时区”,或 ETL。
在这些 ETL 中,日出和日落时间可能比时区东部晚一个多小时。例如,从地理位置上看,密歇根州马凯特市应该属于中部时区,但实际上该市位于东部时区的 ETL 中。在 10 月下旬,缅因州班戈的日出时间约为东部时间上午 7:10,但在马凯特市,日出时间约为上午 8:30。
根特里和同事对 2006 年至 2017 年间发生的 40 多万起致命交通事故进行的分析表明,ETL 居民的死亡率比居住在时区其他地方的人高 22%。分析表明,如果 ETL 的死亡率与时区其他地方相同,那么在 12 年内,他们本可以减少约 15,000 人死亡。
研究人员认为,最可能的解释是,ETL 中的人们被迫保持与太阳钟提示不同步的作息时间——作者称之为“功能失调的社会时间”。根特里告诉我,与早晨光照更多、傍晚光照更少的人们相比,ETL 居民可能睡眠时间更短或睡眠质量更差,并且在早晨通勤时可能注意力不集中。
作者考虑了城乡地区的差异,但没有考虑其他与交通事故相关的因素,例如限速、酒后驾车和道路状况。尽管如此,根特里表示,这项研究的优势在于数据集的规模和完整性,这意味着小的区域差异不太可能影响总体结果。“我们排除了我们能排除的一切,但我们仍然得到了一个非常明显的数字,”根特里说。
根特里希望看到时区重新划分。但其他政策调整也可能有所帮助。作者没有探讨事故是否因季节而异,但他们从其他研究中发现了足够的证据来推断夏令时会放大居住在 ETL 中的潜在危害。根特里说,这种观点让他充满希望,因为他认为夏令时很容易解决。“我更积极地认为,如果取消夏令时,我们可能会挽救很多生命。”
一些研究人员表示,关注夏令时和时区等问题可能会忽略时间政策难题的另一个关键部分。
在我们人工照明的世界中,我们的生物钟受到的影响远远不止日出和日落。毫无疑问,太阳是最强的zeitgeber,但人造光也会影响我们的生物钟,睡眠研究员德克-扬·迪克说。他不赞同人类完全受太阳训练的观点,认为这是一种浪漫的想法。“在很大程度上,我们已经将我们的活动时间表与自然昼夜循环脱钩了,”他说。
大量研究表明,即使是昏暗的光线也可以抑制褪黑激素的产生并延迟睡眠。来自荧光灯和我们无处不在的屏幕的蓝光具有人类眼睛可以看到的最短波长和最高能量的光,对昼夜节律具有特别强大的影响。
迪克感到沮丧的是,对夏令时的关注忽略了关于建筑环境以及我们如何选择生活和工作的更难问题。“更普遍的问题是我们实际上是如何制定我们的工作时间表和社会时间表的,这基本上决定了我们在多大程度上利用自然光而不是人造光?”迪克说。将我们的睡眠和工作时间表与免费提供的光线对齐不仅对我们更好,而且因为我们将减少用电来为深夜的设备供电,所以对地球也更好。
这样做远远超出了关于夏令时辩论的细节——尽管它涉及的变化不容易由国会立法。
与许多其他研究人员一样,迪克提倡调整学校上课时间并允许灵活的工作时间表,以便人们不必在日出之前起床。例如,在吉恩泰拉及其同事的时区研究中,当人们可以在早上晚睡时——因为他们失业或工作开始时间较晚——他们似乎没有经历日落时间较晚带来的负面影响。
而且,尽管这听起来像是一个激进的想法,但各州也可以调整时区边界。“我不认为我们想要 10 个时区,但也许我们可以为东北部增加一个,”马洛说。由于新英格兰各州位于最东端,冬季日落时间来得很早——在缅因州部分地区,12 月份的日落时间在下午 4 点之前。
然后是所谓的 ETL 是否会更好地与他们西部的时区对齐的问题。例如,马洛住在中部时区的纳什维尔地区,但该州的一部分伸入了东部时区。“如果我们可以让田纳西州东部进入中部时区,那将解决很多问题,”她说。目前的情况是,如果该国转向永久夏令时,查塔努加市和诺克斯维尔市在 1 月份将看不到太阳,直到将近上午 9 点,而在 6 月份将看不到黑暗,直到将近晚上 10 点。
时间生物学家蒂尔·罗内伯格及其同事也建议重新划分欧洲的时区边界,欧洲的时区边界在某些情况下甚至比美国更倾斜。
理想情况下,马洛希望看到以上所有措施——灵活的作息时间、调整后的时区和永久标准时间。“重要的是要着眼于全局,并让我们找出一些东西,”马洛说。她有点希望,因为关于我们如何标记时间的讨论并不是特别具有党派色彩,而且改变不会花费太多,甚至什么都不花费。
马洛说,这甚至可以团结政治分歧的人们。“那不是很好吗?”她说。“停止来回拨动时钟可能是我们国家的伟大统一者。”