時間隔離實驗:深入地底兩百天,身體自然節奏會產生什麼變化?

時間隔離實驗:深入地底兩百天,身體自然節奏會產生什麼變化?
Photo Credit: Coconino National Forest Public Domain
我們想讓你知道的是

西弗伊在地底下待了三十七天的時候(據他的計算是三十天),發生了前所未有的事情。

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文:亞倫・柏狄克(Alan Burdick)

一九七二年二月十四日,米歇爾・西弗伊(Michel Siffre)進行第二次重大的、也是史上歷時最久的時間隔離實驗。在美國太空總署的資助下,西弗伊在德州德利奧(Del Rio)附近的午夜洞窟,打造出一間地底實驗室。木製平台上搭了大型尼龍帳篷,裡頭有床、桌子、椅子、各種科學儀器、裝有食物的冷凍庫,還有七百八十一桶容量一加侖的水。沒有行事曆,沒有時鐘。他在新聞攝影機前露出微笑,親吻新婚的妻子,擁抱母親,隨後就沿著三十公尺深的垂直豎井下降至洞穴,進入他的隔離空間裡。一切順利的話,他會待在洞穴裡六個多月,直到九月為止。他之後如此寫道:「絕對的黑暗,全然的寂靜。」

西弗伊計算時日的方法是使用週期,從清醒時間到清醒時間的週期。他早上很忙,一起床就打電話給地面的研究小組,研究小組會把他在洞穴裡安裝的燈給打開。他記錄自己的血壓,在健身車上騎四點八公里,用空氣槍練習五回的目標射擊。他把電極貼在胸膛上測量心跳,貼在腦袋上記錄睡眠狀態,使用肛溫計測量體溫。他刮鬍子時都會把刮下的鬍鬚保留起來,以便日後研究荷爾蒙有無變化。他還清掃地面,周圍的岩石會分解成塵土,到處都是塵土,還混合著之前的蝙蝠群落遺留的糞便,所以塵土飛揚時,他努力不要吸進去。

西弗伊很想知道獨自一人長時間與世隔絕,在不知道時間的情況下,身體的自然節奏會發生什麼事。根據艾許夫和其他研究員的研究,部分受試者與世隔絕一個月,就會開始進入一天四十八小時的規律,睡眠和清醒的時間是一般人的兩倍。太空船或核潛艦的人員會不會達到這樣的生活規律並從中受益?可是,進行測量,貼附和取下溫度計與電極,篩分鬍鬚,這樣的作業日復一日反覆地做,西弗伊不久就心生厭煩。第一個月還沒過完,唱機就壞掉了,這可是他轉移注意力的主要媒介。他在筆記本上面寫著:「現在我手邊只有書了。」黴菌不斷擴散,連科學設備的刻度盤也發霉了。

根據測試與測量的結果,西弗伊頭五週在地底下過著二十六小時的日變週期。體溫每二十六小時分別上升下降一次,雖然他並未察覺到這點,但是睡覺和清醒的時間也是依循這樣的規律,每天起床的時間都晚了兩小時,三分之一的時間都在睡覺。就像上次在斯喀拉森冰河的情況,他變得不同步了。他完全依循內生的時間表,不靠日光也不靠社會的規律,過著盧梭的理想生活。

西弗伊在地底下待了三十七天的時候(據他的計算是三十天),發生了前所未有的事情。他的體溫和睡眠週期,不但跟太陽日脫節,彼此之間也相互脫節,但他渾然不知。他保持清醒的時間久得超過了平常的就寢時間,然後睡十五小時,是他平常睡眠時間的兩倍。之後,他的時間表來回變動。有時他是依照二十六小時的週期睡覺,有時週期是四十至五十小時之間。不過,他的體溫始終維持二十六小時的週期變化。他沒有留意到這些情況。

於是科學家發現人類的睡眠習慣不是全由日變週期支配。隨著一天時間的流逝,腺苷(adenosine)這個神經化學物質會在體內逐漸累積,引起睡意,而腺苷的增長就稱為恆定壓。想睡的感覺是可以推翻的,第一種方法是小睡片刻,消耗部分的腺苷,並且把想睡的感覺推遲到晚上;第二種方法是硬撐過去,也許是飲用含咖啡因的飲品,盡量努力保持清醒。然而,一睡著就是由日變週期接管。睡眠的初期階段,會進入深沉的睡眠,不過隨著夜色加深,就會開始做夢。做夢,亦稱快速動眼期睡眠,最有可能發生在體溫最低的時候。就多數人而言,做夢是發生在醒來前幾個小時。由此可見,因為體溫會隨日變週期變化,所以很可能在漫長的夢境後,醒在黎明之前,比方說,像我這樣每天都差不多醒在同一個時間點,清晨四點二十七分。

換句話說,腺苷會讓人有睡意,只要不硬撐就會入睡。睡眠的強度取決於先前清醒多久時間,也就是說,抗拒恆定壓多久時間。不過,讓人從睡眠中清醒過來的,是黎明前升高的體溫,這也是日變週期的現象。清醒因素多少可以操控,但體溫因素就沒辦法操控了。睡眠時間的長短,端賴於入睡時間點與體溫最低點的相對關係。入睡時間離體溫最低點越近,睡眠時間就越少,即使清醒時間比平常還要長,也不例外。

日後科學家在乾淨的實驗室裡進行隔離實驗,從而得知這種現象,而且受試者並沒有像西弗伊那樣感覺受到剝奪。西弗伊一度寫道:「我正度過人生的深淵。」第七十七天,他的手無法靈活串珠鍊,心智也無法把思緒串連起來,連記憶力都衰退了。「昨天發生的事情,我記不起來,就連今天早上的事情也記不得了。要是不趕快把事情給寫下來,就會忘記。」他刮除雜誌上的黴菌,文章上寫著蝙蝠的尿液與唾液會經由空氣傳染狂犬病,他不由得陷入嚴重的恐慌。第七十九天,西弗伊拿起電話,大喊:「J’en marre!」(我受夠了!)

其實,還不夠,當時的天數未滿預定天數的一半。他測量、監控、探查、貼附及取下電極、剃鬍、掃地、騎車、射擊,日復一日,最後再也受不了了。他拔掉身上所有的電線,心想:「花時間做這種愚蠢的研究,簡直浪費生命!」然後,他想到自己拔掉電線,同事會損失一堆寶貴的數據,只好再貼回去。他考慮過自殺,可以弄得像是意外,卻又想起了這次的實驗還有帳單要付,死了的話,父母就得付帳。

第一百六十天,西弗伊聽見小鼠的沙沙聲。待在午夜洞窟的第一個月,夜裡小鼠移動的聲響簡直把他給嚇壞了,於是他設下陷阱,剷除掉一整個群落的小鼠。如今,他卻渴望有隻小鼠作伴。他把那隻小鼠取名叫阿鼠,花好幾天的時間研究牠的習性,打算要活捉牠。他用焗烤盤草草做了個陷阱,以果醬為誘餌,終於在第一百七十天,這隻即將成為他朋友的小鼠小心翼翼接近陷阱,他在一旁看著,只要再踏出小小的一步⋯⋯他猛然把蓋子蓋在焗烤盤上,心臟興奮得怦怦跳。他寫道:「進入洞穴後,這還是我首度有一陣喜悅感。」可是,事情出了錯。他舉起焗烤盤,發現自己不小心把小鼠給壓扁了。他望著牠死去。「嗚咽聲逐漸淡去,牠動也不動,孤寂感淹沒了我。」

九天後,八月十日,電話響了,實驗結束了。西弗伊還會在洞穴裡再待一個月,進行額外的測試,不過這一個月終於有人類作伴。九月五日,在地底待了兩百多天的他回到地表,面對眾人歡迎他的喧鬧情景,還有青草的香氣。他累積好幾箱的錄音帶,還有好幾公里長的磁帶有待分析。他視力減弱,慣性瞇眼,還有五十萬美元的債務,要在接下來的十年償還。

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Photo Credit: Michel Siffre CC BY-SA 4.0
西弗伊

七月前往北極,要攜帶的物品當中,或許就屬手電筒最沒用處,我卻帶了兩支。

時至今日,我還是說不出原因。北極圈的北部,始於北緯六十六度,阿拉斯加費爾班克斯(Fairbanks)往北二○一公里,從五月中旬到八月中旬,太陽不會落下。太陽在最低點的時候,總在地平線正上方徘徊不去,蒼白的日光照射在一里又一里起伏不定、潮濕泥濘的凍土地帶,即使凌晨兩點鐘,仍是同樣不變的情景。夏季無異於漫長的一日。整個生態系統歷經演化,已能善用這段日光不滅的夏季時光,在八月末太陽首度落下之前,在日光開始墜向為期數週的冬夜之前,生物忙著開花、孵化、餵食、游泳、交配、產卵、再度躲藏。這些我事先都知道了,可是,不知怎的,我想像著一片需要我來照亮的黑暗,那片黑暗在我或可探勘的洞穴裡,在我或可窺看的北極地松鼠的地洞裡,在我那黑之又黑的帳篷裡的行軍床底下。

我來到北極是為了跟拓里科研究站(Toolik Field Station)的生物學者一起做研究,研究站位於阿拉斯加的北坡,拓里科湖(Toolik Lake)的湖畔。研究站興建於一九七五年,是一處繁忙的營地,有多間高科技的移動式實驗室,還有耐受嚴酷氣候的半圓拱形活動房屋,除此之外,這裡杳無人煙。往南是布魯克斯山脈(Brook Range),有如一道嶙峋的壁壘橫跨在地平線上。往北二○九公里,是北極海岸普拉德霍灣的死馬鎮(Deadhorse),也是阿拉斯加輸油管的北端。要抵達彼處,必須沿著道頓公路,開五個小時的車子一路碾壓過去,在這條寬廣的碎石路上行駛的,大半是聯結車,它們轟然而過,掀飛了拳頭大的岩石。

南北之間是連綿不絕、無邊無際的凍土地帶,還有成百上千、狀如淚珠的淺湖,拓里科湖即是其一。凍土地帶乍看是枯燥乏味又單調一致的地景,實則為豐富又多樣的生態系統,富含苔蘚、地衣、地錢、莎草、草本植物、矮生灌木。地表往下三十公分或六十公分即為永凍土,未結凍的地表上層住著田鼠、野兔、狐狸、地松鼠、大黃蜂、築巢的鳥類等生物。每年夏季,約有一百位科學家與研究生前來研究站,探勘凍土地帶,在湖泊溪流採集樣本,進行量測、秤重、記載。這片地景變化緩慢,卻並非那麼脆弱不堪。在其他地方,一般生態研究為期不過數年,預算經費與專注時間也有限。然而,拓里科象徵著科學家奮力不懈的精神,努力了解自然環境在數十年期間的運作方式。

白晝的學問深深吸引著我。為了前往研究站,我提出申請,說明我有意深入了解日變節律,還列出一些問題,想要追隨拓里科的生物學者,探討一番。比如說:「光照方式如何影響新陳代謝?如何影響微生物和浮游植物的週期?」「在更為廣大的食物網中,這些影響是如何表現出來?是經由群體的分布與成長率?是經由氧氣與養分的可用量?還是其他途徑?」我的意思是,北極的夏季環境極端惡劣,日變節律是如何出現在這種最貧乏的生態系統中?在最是貧瘠之處,生物時間是何等樣貌?

其實,我只是想要知道那是什麼感覺。一九三七年四月到七月,時值嚴寒黑暗的南極冬季,探險家李察・柏德(Richard Byrd)在南極小屋獨居四個月,記錄氣象讀數。柏德在回憶錄《獨自一人》(Alone)中寫道:「這一切應該從頭說起。我深切喜愛這門研究,在迄今仍無人居的南極洲內陸觀察氣候與極光,這經驗勝過一切,更有其堅實的價值,我真的想要踏上南極親身體驗⋯⋯我人生沒什麼重要目的,沒有像那樣的。沒什麼的,只不過是一個人渴望充分經歷那種體驗,想獨處一陣子,想長時間品嘗和平、寧靜、孤獨的滋味,想認識到那些滋味有多美好。」

我想要擺脫掉時鐘。我讀過的時間隔離實驗,都是躲在洞穴裡或黑暗嚴寒的小屋裡進行的。可是,夏季在阿拉斯加的曠野,體驗兩週不落的日光,聽來動人,正好是容易退縮的我會欣賞的那種冒險。別管我那對雙胞胎了,我不在的時候,他們會度過兩歲的生日,而太陽正等著把永久的日光灑在我的身上。

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書籍介紹

本文摘錄自《為何時間不等人》,網路與書出版

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作者:亞倫・柏狄克(Alan Burdick)
譯者:姚怡平

40歲時總覺得日子過得比20歲時快,看到別人傷心自己也感覺時間變漫長⋯⋯社會擁抱同步、劃一的標準時間,但我們卻是時間的叛徒,遵循自己的內在時鐘去衡量、去理解世界。

人際關係百百款,到底人與時間的關係是什麼?連蜂鳥都懂得把握時間採蜜,為什麼我們戴了手表還會遲到?同理心如何扭曲時間?為什麼年紀愈大會覺得時間過得愈快?

本書談時間的本質,我們的生理、心理和社會時鐘如何影響我們對時間的感知。作者柏狄克化身為時光旅人,展開一段段時間之旅,探索時差、氣候改變、藍菌、同步翻譯、候鳥遷徙⋯⋯等等,由人與人、人與自然之間交織出的時間之網。時間這件事沒有真相可言,有時它把我們逼瘋,有時為我們開拓機會,有時讓我們又哭又笑⋯⋯你跟時間的關係又如何?

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Photo Credit: 網路與書出版

責任編輯:游家權
核稿編輯:翁世航