大自然的神奇的虫子，大自然赋予所有生命的权利
04 猿类的床、恐龙与半脑睡眠
哪些物种会睡觉，我们怎样睡觉及睡多少
哪些物种会睡觉
睡眠是什么时候开始出现在生物界的？也许睡眠最早出现在类人猿身上吧？也许更早，出现在爬行动物或它们的水生祖先鱼类中？既然我们没有时间胶囊，那么回答这个问题的最好方法就是研究动物界中不同物种的睡眠，从史前到进化上的近代。这类研究提供了一种追溯久远历史记录的强大能力，并估计出了睡眠最初在地球上出现的时刻。遗传学家特奥多修斯·多布赞斯基（Theodosius Dobzhansky）曾经说过：“除了进化，生物学上的任何东西都没有意义。”对于睡眠来说，这个启发性的答案出现得比任何人预想的都要早得多，而且衍生出的后果也要深刻得多。
迄今为止，所有被研究过的动物物种都有睡眠或与之类似的行为，无一例外。这里包括昆虫，如苍蝇、蜜蜂、蟑螂和蝎子等；鱼类，从很小的鲈鱼到最大的鲨鱼；两栖动物，如青蛙；还有爬行动物，如海龟、科莫多龙和变色龙等。所有这些动物都有真正的睡眠。随着进化阶梯的进一步延伸，我们发现所有类型的鸟类和哺乳动物都会睡觉：从鼩鼱到鹦鹉、袋鼠、树袋熊、蝙蝠，当然还有我们人类。睡眠是非常普遍的行为。
即使是无脊椎动物，如比较原始的软体动物和棘皮动物，甚至是更原始的蠕虫，也享有着睡眠阶段。在这种被亲切地称为“昏睡病”的阶段中，它们和人类一样，对外界刺激反应迟钝。而且，就像我们在睡眠不足时可以睡得更快更香一样，蠕虫也会这样，这是由它们对于实验者施加的刺激不敏感的程度确定的。
这样看来，睡眠的历史可以延伸到何时呢？蠕虫出现在寒武纪生命大爆发时期至少是5亿年前。也就是说，蠕虫（进而联系到蠕虫的睡眠）要早于所有脊椎动物。这其中也包括恐龙，由此推断，恐龙很可能已经具有睡眠了。想象一下，梁龙和三角龙都会舒舒服服地躺下安睡一整晚！
回顾一下进化史上更久远的时间，我们发现存活时间超过24小时的最简单的单细胞生物体，例如细菌，都有与地球的明暗周期对应的活跃和不活跃状态。我们现在认为，这是我们自己的昼夜节律，以及伴随它形成的清醒和睡眠的先兆。
许多关于我们为什么睡觉的解释都围绕着一个常见的，也许是错误的想法：睡眠是一种我们必须进入的状态，以便修复清醒时的损伤。但是，假如我们把这个论点颠倒过来呢？假如睡眠太重要了——在生理上的每一个方面对我们都是有益的——那么真正的问题就是：为什么生物还要醒过来呢？想象一下清醒状态对生理上的破坏通常是怎样的，这才是真正的进化之谜，而不是睡眠。出于这个观点，我们可以提出一个非常不同的理论：睡眠是这个星球上的第一种生活状态，从睡眠中醒来，清醒就出现了。这可能是一个荒谬的假设，没有人会认真对待或探究它，但我个人并不认为它完全不合理。
这两种理论中的任何一种都是正确的，我们可以肯定的是，睡眠有着古老的起源。它伴随着最早的地球生命形式出现。就像DNA等其他基本特征一样，睡眠仍然是动物界所有生物的共同纽带。一个持久的共性，没错；然而，一个物种和另一个物种的睡眠确实存在着显著的差异。事实上，有四种不同之处。
每一个与其他的都不同
大象所需的睡眠时间是人类的一半，每天只需要4个小时的睡眠。老虎和狮子每天需要15个小时的睡眠。棕蝠的表现胜过了其他哺乳动物，每天只有5个小时的清醒时间，睡眠时间则为19个小时。总睡眠时间是生物睡眠最显著的不同之处。
你可能觉得睡眠需求差异如此显著的原因显而易见。然而并不是。任何一种可能的参数——体形大小、被捕食者/捕食者的地位、昼行/夜行——都不能有效地解释不同物种之间睡眠需求的差异。睡眠时间在任何一个种系类别内至少都应该是相似的，因为它们共享了大部分的遗传密码。它们的其他基本特征，如感觉能力、繁殖方法，甚至智力水平，都是类似的。然而，睡眠违背了这种可靠的模式。松鼠和八齿鼠属于同一家族（啮齿动物）的一部分，但它们在睡眠需求方面截然不同。前者的睡眠时间是后者的两倍——松鼠15.9小时，八齿鼠为7.7小时。相反，你也可以在完全不同的家族中找到几乎完全相同的睡眠时间。例如，不起眼的豚鼠和狡猾的狒狒在进化系统中的顺序有着明显不同，更不用说体形差异了，但睡眠时间正好相同，都是9.4个小时。
那么，到底该怎样解释不同物种之间，甚至是在基因序列相似物种之间睡眠时间（或许是睡眠需求）的差异呢？我们还不能给出完全确定的答案。神经系统的大小、复杂度和全身重量之间的关系似乎是一个有意义的预测因素，大脑复杂性与身体大小的相对关系增加会导致更多的睡眠量。虽然这一关系很弱且不十分稳定，但它表明了睡眠需求在进化上的一项功能，那就是为日益复杂的神经系统提供服务。随着千百万年的发展，进化产生出了大脑这个（迄今为止）最顶尖的成就，对睡眠的需求只能增加，以便照顾这一最宝贵的生理器官的需求。
然而，以一个好的衡量标准来说，这并不是全部。许多物种偏离了根据这个规则得出的预测。举个例子，体重和老鼠差不多的负鼠，睡眠时间比老鼠长50%，平均每天18个小时。与之前提到的每天睡眠时间高达19个小时的棕蝠相比，负鼠仅以1个小时之差无缘动物界的睡眠纪录。
在研究史上曾经有一段时间，科学家们对于他们为研究“为什么不同物种之间的睡眠差异如此之大”而选择的衡量标准——总睡眠时间——是否是错误的，产生了怀疑。他们猜测，对睡眠质量而不是数量（时间）的评估会对解决这个谜团有所启发。也就是说，睡眠质量高的物种应该能够在短时间内完成它们的需求，反之亦然。这是个好的想法，但是，我们发现了相反的关系：睡得越多的物种，通常睡眠越深，质量越高。事实上，这些研究中常常用来评估质量的方法（对外界的无感应程度和睡眠的连续性），可能是真正的生物学上衡量睡眠质量的较差指标：我们仍然无法从所有物种中都获得这些指标。等到这些成为可能，那么我们对动物界的睡眠时间和质量之间关系的理解，就很可能得以解释目前仍然难以理解的睡眠时间差异了。
目前来说，我们对不同物种为什么需要不同睡眠时间的最准确估计包括了一系列复杂的因素，如饮食类型（杂食动物、食草动物、食肉动物），栖息地内捕食者/猎物的平衡，社会网络的存在和性质，代谢率和神经系统的复杂性等。对我来说，这证明了睡眠在进化的道路上可能受到了众多因素影响，并表现出在满足清醒时的生存需求（例如，在尽可能短的时间内捕猎/觅食，最大限度地减少能量消耗和威胁风险）、恢复机体的生理需求（例如，睡眠中更高的代谢率需要更大力度的“清理”工作）及照顾生物种群中更普遍的需求之间，寻找一个微妙平衡的事实。
然而，即使是我们最复杂的预测算法，依然无法解释在睡眠版图中明显偏离的极端者：那些睡眠很多的物种（如蝙蝠）和睡眠很少的物种（例如，只睡4~5个小时的长颈鹿）。我认为，这些反常的物种非但不是麻烦，还可能掌握着解开睡眠需求之谜的钥匙。对于我们这些试图破解动物界睡眠密码的人来说，这仍然是一个可喜可叹的机会，在这些密码中，也许还藏有睡眠尚未被发现、我们也从未想到过的益处。
做梦还是不做梦
不同物种之间另一个显著的睡眠差异是睡眠的组成。并不是所有的物种都具有相同的睡眠阶段。每一个我们可以测量睡眠阶段的物种都会经历非快速眼动睡眠（非做梦阶段）。然而，昆虫、两栖动物、鱼类和大多数爬行动物都不存在明显的快速眼动睡眠（也就是人类与做梦有关的睡眠类型）迹象。只有鸟类和哺乳动物才具有成熟的快速眼动睡眠，而它们在动物界的进化时间轴上出现较晚。这表明有梦（快速眼动）睡眠在进化史上刚刚崭露头角。快速眼动睡眠的出现，似乎是为了支持非快速眼动睡眠无法独自完成的功能，或者快速眼动睡眠可以完成得更有效。
除了这些以外，还有另一种关于睡眠的反常现象。我前面说过，所有的哺乳动物都有快速眼动睡眠，但是关于鲸类等水生哺乳动物仍然存在争议。某些海洋物种，比如海豚和虎鲸，与哺乳动物中的快速眼动睡眠趋势相悖，它们没有任何快速眼动睡眠。尽管1969年的一个案例中，一头领航鲸出现了6分钟的快速眼动睡眠，但迄今为止我们大多数的评定都还没有在水生哺乳动物中发现快速眼动睡眠——或者至少是许多睡眠科学家认为的真正的快速眼动睡眠。从某个角度来看，这是有道理的：当一个生物体进入快速眼动睡眠时，大脑就会麻痹身体，使它变得软弱无力。而游泳对于水生哺乳动物来说至关重要，因为它们必须浮出水面换气。如果在睡觉时完全瘫痪，它们就不能游泳，也就会被淹死。
当我们考虑鳍足目动物（pinniped，这是我一直以来喜欢的单词之一，衍生自拉丁语，pinna代表“鳍”，pedis 代表“足”）时，这个谜团就更加扑朔迷离了。比如海狗，它们属于半水生的哺乳动物，会往返于陆地和海洋之间。在陆地上，它们有非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠，就像人类和所有其他陆地哺乳动物、鸟类一样。但是进入海洋后，它们就几乎完全停止了快速眼动睡眠。海狗在海洋中只有很少的快速眼动睡眠，累计时间只有陆地上的5%~10%。在长达两周的海中生活记录里，海狗没有任何可观测到的快速眼动睡眠，这段时间里它们仅依靠非快速眼动睡眠生存。
不过，这些不寻常的事实并不会动摇快速眼动睡眠的重要地位。毫无疑问，快速眼动睡眠，甚至是做梦，对于拥有它的物种来说具有高度的实用性和适应性，我们将在本书的第3部分中具体了解。当这些动物返回陆地时，快速眼动睡眠也会再次出现，而不是完全消失，这种现象更加确定了这一点。简单来说，水生哺乳动物在海洋中似乎不能实现快速眼动睡眠，也不需要快速眼动睡眠。我们推测它们在这段时间里只好将就于较低等的非快速眼动睡眠——对于海豚和鲸鱼等水生哺乳动物来说，也许一直是这样。
就我个人而言，我不相信水生哺乳动物，甚至像海豚、鲸鱼这样的鲸类动物，完全没有快速眼动睡眠（我的一些科学家同僚肯定会告诉你，我是错的）。相反，我认为这些海洋哺乳动物所拥有的快速眼动睡眠的形式有所不同，并且难以检测到：它在自然界中比较短暂，发生的时候我们无法观察到，或是以一种我们尚不能探测的方式表达，或是隐藏在大脑无法探测的区域中。
为了捍卫我的相反观点，我要特别指出，人们曾经认为卵生哺乳动物（单孔目动物）不存在快速眼动睡眠，比如针鼹鼠和鸭嘴兽。但事实证明它们有，或者至少存在快速眼动睡眠的一种形式。大部分科学家从它们大脑的外部表面——即皮层——测得的睡眠脑电波并没有呈现出快速眼动睡眠波动和混乱的特征。但是，当科学家们更深入一些探寻时，发现它们的大脑底部充满了美妙的快速眼动睡眠脑电波活动——与所有其他哺乳动物的快速眼动睡眠脑电波完美匹配。如果说有什么不同，那就是鸭嘴兽比其他任何哺乳动物产生的这种睡眠脑电波活动都要多！所以它们确实有快速眼动睡眠，或者至少是它的“测试版本”，最初发布在这些进化上更古老的哺乳动物身上。而充分运作的全脑快速眼动睡眠，似乎出现在后来进化出的更发达的哺乳动物中。我相信一个类似的不同寻常、但仍然存在的故事，即快速眼动睡眠最终将在海洋中的海豚、鲸鱼和海豹身上被发现。毕竟，缺乏证据并不等于证据不存在。
比起哺乳动物界中水族的快速眼动睡眠缺乏，更令人感兴趣的是，鸟类和哺乳动物是分别进化的。因此，在进化过程中，快速眼动睡眠可能会产生两次：一次是鸟类的，一次是哺乳动物的。而二者快速眼动睡眠的产生可能仍源于一个共同的进化压力，就像眼睛由于视觉感知的共同目的而在不同的进化过程中分别独立进化一样。当一个主题在进化史上无亲缘关系的独立分支中发生重复时，常常暗示着那是一个基本的需求。
然而，最近的一份报告表明，一种原始形式的快速眼动睡眠形式存在于一种澳大利亚蜥蜴身上，这种蜥蜴的出现在进化时间轴上要早于鸟类和哺乳动物。如果这一发现可以重复，那就意味着原始的快速眼动睡眠至少比我们最初估计的要早1亿年。也许正是这种在特定爬行动物中常见的萌芽，形成了我们现在在鸟类和哺乳动物（包括人类）中观察到的完整的快速眼动睡眠状态。
不管真正的快速眼动睡眠在进化中何时出现，我们正在迅速地揭示，为什么快速眼动睡眠时会产生梦，它在鸟类和哺乳动物等恒温动物中发挥着什么重要的作用（如心血管健康、情感恢复、记忆联想、创造力、体温调节等），以及其他的物种是否做梦。我们稍后会讨论到，它们似乎会做梦。
撇开所有哺乳动物是否都有快速眼动睡眠的问题，一个没有争议的事实是：非快速眼动睡眠最先在进化中出现。这是睡眠从进化的创造性幕布后面迈出来的第一步——是真正的先驱。这一资历引出了另一个有趣的问题，我几乎在每一次公开课上都会提出这个问题：哪种类型的睡眠比较重要，非快速眼动睡眠还是快速眼动睡眠？我们到底更需要哪一种呢？
有很多方法可以定义“重要性”或“需要”，因此有很多方式来回答这个问题。但是，也许最简单的方法就是让一种兼具两种睡眠类型的生物——鸟类或哺乳动物——整夜保持清醒，并在随后的白天中也保持清醒。因此，非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠一同被移除，从而创造出对两种睡眠阶段同等渴求的条件。问题是，当你提供一个恢复的夜晚，使大脑得到可以享有两种睡眠的机会时，它会汲取哪一种类型的睡眠呢？非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠需求的比例会相同吗？还是一种比另一种多，从而表明这种睡眠阶段占据更重要的主导地位？
这个实验已经在许多鸟类和哺乳动物，也包括人类身上进行过多次了，并出现了两个明显的结果。第一个，令人惊奇的是，在恢复睡眠的夜晚，睡眠时间（10个，甚至12个小时）比没有睡眠剥夺的标准夜晚睡眠时间（对于我们是8小时）要长得多。为了应对欠下的睡眠债，我们基本上是在试图“把它睡掉”，专业术语称之为“睡眠恢复”。
第二个结果是，非快速眼动睡眠会反弹得更激烈。在完全剥夺睡眠之后的第一个晚上，大脑会进行比快速眼动睡眠更大比例的深度非快速眼动睡眠，表现出一种不平衡的需求。尽管这两种睡眠类型都是在恢复睡眠的时候提供的，但大脑还是选择进行更多的深层非快速眼动睡眠。那么，重要性之争中，非快速眼动睡眠因此获胜了。果真是这样吗？
不完全是。如果你继续记录第二个、第三个，甚至第四个恢复夜晚的睡眠，那么就会出现一个逆转。此时，每次回到恢复睡眠的自助餐桌前，快速眼动睡眠就会成为选择上的主菜，而非快速眼动睡眠变成了额外的配菜。因此，两个睡眠阶段都是至关重要的。我们试着将其中一个（非快速眼动睡眠）比另一个（快速眼动睡眠） 更快地恢复，但是毫无疑问，大脑会试图两个都恢复，以便挽回一些损失。然而值得注意的是，无论机会有多大，大脑都无法恢复它失去的所有睡眠。这对于整个睡眠时间来说都是事实，对非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠来说也是一样。人类（以及所有其他物种）永远不能把我们之前失去的睡眠“睡回来”，这是本书中重要的知识之一，我将在第7章和第8章中描述这个不幸的后果。
假如人类可以
动物界中，睡眠的第三个惊人差异是睡觉的方式。这其中存在着非凡的多样性，某些例子几乎让人难以置信。以鲸类（比如海豚和鲸鱼）为例，它们只有非快速眼动睡眠，而且可以是单个脑半球睡眠，这意味着它们可以一次只用半个大脑来睡觉！在水环境中，有一半的大脑必须保持清醒，以维持生命必需的运动。但是，另一半的大脑会不时地进入最美妙的非快速眼动睡眠状态中。深沉、有力、有节奏且缓慢的脑电波会覆盖一个大脑半球，而另一个大脑半球会充满着狂热、快速的脑电波活动，是完全清醒的——尽管这两个脑半球都被一层厚厚的纵横交错的连合纤维连接在一起，并且像人类的大脑一样，间距仅有几毫米。
当然，海豚大脑的两个部分可以同时清醒着，协调运作，而且通常是这样。但是，当睡眠的时候，大脑的两侧会分开来独立运作，一边保持清醒，另一边却在打瞌睡。在半边大脑得到了大量的睡眠之后，它们就会互换，让之前保持清醒的一半大脑能够享受到一段应得的深度非快速眼动睡眠。即使有一半的大脑在睡觉，海豚也能达到惊人的运动水平，甚至进行一些发声交流。
要完成这种惊人的“开灯、关灯”式反向大脑活动，需要神经工程设计和复杂的结构，这是非常罕见的。当然，大自然母亲本可以找到一种方法，在24小时不间断的水中活动的极端压力下，完全避免睡眠。这是否比在大脑中策划一个复杂的分屏系统来睡觉，同时拥有一个两边都清醒时又能联合起来合作的操作系统更容易一些呢？显然不是。睡眠是如此重要的必需品，无论进化对生物们提出什么要求，即使是无法妥协的从出生到死亡永远在游泳的要求，大自然也不会放弃睡眠。大脑的两半同时睡觉，或者只有一边睡觉然后互换。两者都可以，但你必须要睡觉。睡眠没有商量的余地。
这种分脑的深度非快速眼动睡眠的天赋并不完全是水生哺乳动物独有的。鸟类也能做到。尽管同样是为了维持生命，它们却是出于一种不同的原因：为了让它们能够密切关注周围事物。当鸟类独处时，大脑的一半和相应（与脑半球的方向相反）的眼睛必须维持清醒，对周围环境中的威胁保持警觉。同时，另一只眼睛会闭上，让与之对应的另一半大脑可以睡觉。
当鸟类聚集在一起时，事情就变得更有趣了。在某些物种中，鸟群中的许多鸟会同时用大脑的两半睡觉。那么它们如何远离威胁呢？答案非常巧妙。这群鸟一开始会排成一个横排，除了队列两端的鸟，其余鸟都可以让大脑的两半同时进入睡眠状态。排在最左边和最右边的鸟就没那么幸运了。它们只有一半的大脑（这两只鸟入睡的脑半球方向正好相反）会进入深度睡眠，每只鸟相对应的左眼和右眼都睁着。这样一来，它们就可以为整个群体提供完整的全景威胁检测，从而最大限度地提高鸟群中睡觉的大脑总数。在某一时刻，这两名队末的守卫会站起来，180度转身，然后再坐下来，让它们各自大脑的另一边进入深度睡眠。
而我们人类和其他一些陆地哺乳动物相似，技能都远远不如鸟类和水生哺乳动物，因为我们无法用半脑的方法进行非快速眼动睡眠。或者，我们可以吗？
最近发表的两份报告指出，人类有一种非常温和的单半球睡眠——出于与以上相似的原因。当一个人在家里睡觉时，一半大脑的深度非快速眼动睡眠的缓慢脑电波比起另一半的深度脑电波，它们的深度几乎是相同的。但是如果你把他领到一个睡眠实验室，或带去一个酒店——二者都是陌生的睡眠环境——此时一半的大脑就会比另一半睡得浅一点，好像是由于清醒时大脑意识中记录下了潜在的不安全环境，所以有点警惕地在站岗。一个人在新地点睡的时间越久，大脑两个半球的睡眠就越相近。这也许就是我们中的许多人在酒店房间的第一晚睡得那么差的原因。
然而，这一现象与鸟类和海豚的大脑两半将真正清醒和真正的深度非快速眼动睡眠完全分开，一点儿也不一样。在非快速眼动睡眠状态下，我们的大脑两个半球都必须同时进行睡眠。不过可以想象一下，如果我们能让大脑一半一半地休息，那么会出现多少种可能。
我要强调的是，不管你是什么物种，快速眼动睡眠在大脑的两个半球之间总是很奇特地不可分离。所有的鸟类，无论环境状况如何，在快速眼动睡眠期间总是同时用大脑的两个部分睡觉。这在每一个经历有梦睡眠的物种中都是相同的，包括人类。不管快速眼动睡眠做梦的功能是什么——似乎有很多——它们都要求大脑的两边同时参与，并且达到同等的程度。
压力之下
在动物界，睡眠的第四个也是最后一个区别是，在罕见的特殊情况下，睡眠模式会被削弱，美国政府认为这是国家安全的问题，并花费了大量纳税人的钱进行调查。
这种罕见的情况只发生在应对极端环境压力或挑战的时候。饥饿是一个例子。把生物放置在严重饥荒的情况下，寻找食物的行为将会取代睡眠。在一段时间内，营养的需求将会把睡眠的需求推到一边，尽管这种状态不能长期维持。让一只苍蝇挨饿，它就会清醒更长的时间，并显示出一种寻找食物的行为模式。同样的道理也适用于人类。那些故意禁食的人会睡得更少，因为大脑被欺骗了，以为食物突然变得稀少。
另一个罕见的例子，是雌性虎鲸和它们新生的幼鲸之间的联合睡眠剥夺。雌性虎鲸每3~8年就会产下一头幼崽。生产的过程通常发生在远离群体其他成员的地方。这使得新生的幼崽在生命最初的几周内非常脆弱，尤其是在它跟随母亲返回鲸群的时候。在这趟回家的路上，多达50%的新生幼崽被杀死。事实上，返回的旅途非常危险，因此无论是母亲还是幼崽都不会睡觉。科学家们没有观察到任何一对虎鲸母子在途中有出现过良好睡眠的迹象。这对于幼崽来说尤其令人惊讶，因为其他任何一种生物的睡眠需求最高的时期，都是在生命的头几天或几周内，就像任何新手父母都会告诉你的那样。长途海洋旅行充满了如此多的极端危险，以至于这些幼鲸逆转了一种普遍的睡眠趋势。
然而，在跨洋迁徙过程中，故意剥夺睡眠程度最令人难以置信的是鸟类。在这场由气候引起的跨越数千英里的急行军中，整个鸟群飞行的时间将远远超过平常的飞行时间。它们由此失去了许多停下来享受充足睡眠的机会。但即使在这种情况下，大脑也找到了一种巧妙的方法来获得睡眠。在飞行过程中，迁徙的鸟类会抓住极其短暂、只有几秒钟的时间来睡觉。这些超强力的小睡仅仅是为了避免因长期睡眠不足而造成大脑和身体的毁灭性缺陷。（如果你好奇的话，人类没有这种类似的能力。）
白冠带鹀也许是最令人震惊的长途飞行鸟类睡眠不足的例子了。这种又小又平凡的鸟却能够完成一项惊人的壮举，美国军方曾花费了数百万美元经费对其进行研究。白冠带鹀对于完全的睡眠剥夺具有无比强悍的适应能力，虽然有时间限制，而这是我们人类永远无法做到的。如果你在一年中的迁徙期（它们在这段时间内应该会处于飞行中）在实验室里剥夺一只白冠带鹀的睡眠，它几乎不会受到任何不良后果的影响。然而，在这段迁徙的时期之外，同样剥夺它的睡眠时间，会造成大脑和身体功能的紊乱。这种不起眼的小鸟进化出了一种非凡的生物抵御能力，能适应完全的睡眠剥夺，但只在重大生存需要时才会使用这种能力。你现在能想象出美国政府为什么会对发现这一生物适应性武器如此感兴趣的原因了吧：他们希望创造出24小时不用休息的士兵。
我们应该怎样睡觉？
人类并不遵循自然的睡眠方式。睡眠次数、持续时间及何时入睡，全都被现代生活节奏打乱了。
在发达国家，大多数成年人都是以单相睡眠模式睡觉的——这就是说，我们试图在晚上进行一段很长的睡眠，平均睡眠时间如今要少于7个小时。而如果你去拜访那些未受电力影响的文明，通常会看到一些不同的东西。狩猎采集部落，比如肯尼亚北部的加布拉人（Gabra）或卡拉哈里沙漠的桑人（San），他们的生活方式在过去几千年里几乎没有改变，他们的睡眠模式是一种双相模式。这两族人在晚上的睡眠时间都更长（在床上度过7~8小时，大约7小时的睡眠），然后在下午进行30~60分钟的小睡。
也存在两种睡眠模式混合的证据，这是由一年中的季节决定的。前工业化的部落，如坦桑尼亚北部的哈扎部落（Hadza）或纳米比亚的桑人，在炎热的夏季中会采取双相模式的睡眠，在正午的时候会有30~40分钟的午睡时间。在寒冷的冬季，他们会转而采取一种基本上是单相睡眠的模式。
即使在单相睡眠模式中，在前工业化的文明中观察到的睡眠时间也与我们自己这种被扭曲了的睡眠时间不同。平均来说，这些部落的人在日落之后2~3小时就会入睡，大约是晚上9点。他们的夜间睡眠会在黎明之前或之后不久结束。你有没有想过“半夜”（midnight）这个词的意思？当然，从专业上讲，这代表着太阳周期的中间点。因此，这是一个狩猎采集文化的睡眠周期，很可能也是很久以前所有人的睡眠周期。现在，考虑一下我们的文化中的睡眠规范。半夜不再是“夜晚的正中”。对于我们中的许多人来说，半夜通常是我们想着最后一次查看邮件的时刻——我们知道在这之后的漫长过程中经常会发生什么。使问题更加复杂的是，我们不会再睡到上午晚些时候，以补充晚睡的时间。我们不能这么做。我们的生理生物学，以及后工业化生活方式那贪得无厌的早起需求，都剥夺了我们的睡眠。我们曾经在黄昏后的几个小时内就上床睡觉，并且跟鸡同时醒来。现在，我们中的许多人仍然跟鸡一样早起，但黄昏到来时刚刚在办公室完成工作，接下来便是清醒时间占了大段的夜晚。此外，我们中很少有人能够享受午后的小憩，这进一步加剧了睡眠不足的状态。
然而，双相睡眠的实践并不起源于文化，而是起源于更深层的生物因素。所有的人类，不论文化背景或地理位置差异，都会在下午的中间时段出现一段时间的警觉性下降，这是刻印在基因中的。观察一下任何董事会午餐后的会议，你都可以看到这一事实。人们就像松了线的木偶突然迅速被拉紧一样，脑袋刚刚开始倾斜，又迅速地弹回来挺得笔直。我相信你在下午的时候经历过这种困倦的感觉，好像你的大脑正毫无预警地准备早睡。
你和参加会议的人都成了一种进化上的牺牲品，在清醒时会产生一种昏昏欲睡的影响，渴望一个午后的小憩，这叫作“餐后警觉性下降”（post-prandial altertness dip，prandial来源于拉丁语的prandium，意为“餐”）。从高度清醒到较低的警觉性，这一短暂的下降反映了一种内在的驱动力，那就是在下午睡觉或打盹，而不是工作。它似乎是日常生活节奏中的一个正常部分。如果你真的需要在工作中做一个演示报告的话，为了自己好，以及顾忌听众的意识状态，就应该尽量避开下午的时间。
当你从这些细节中回过头看时，很明显的一点是，现代社会已经把我们从一个注定的双相睡眠模式中分离了出来，我们的遗传密码却试图在每个下午重新唤起这种模式。双相睡眠的分离发生在我们从农耕时代向工业时代转变时期，甚至是在那之前。
对前工业化的狩猎采集者进行的人类学研究也消除了关于人类应该如何睡觉的盛行传言。在现代的早期（大约在17世纪末和18世纪初），历史文献表明，西欧人会在夜里有两次长时间的睡眠，中间以几个小时的清醒期分隔开来。在这两次睡眠之间——有时被称为“第一次睡眠”和“第二次睡眠”，他们会阅读、写作、祈祷、做爱，甚至会进行社交活动。
这种做法很可能真的在人类历史的这一时期、这一地理区域出现过。然而，迄今为止，还没有任何经过研究的前工业化文明中存在类似的夜晚睡眠分割，这一事实表明，睡眠的分割并不是人类睡眠自然进化的形态。相反，它似乎是一种出现于西欧，并自其移民中流行起来的文化现象。此外，没有任何昼夜节律——大脑活动、神经化学活动或新陈代谢活动——显示了人类有在半夜醒来几个小时的需求。相反，双相睡眠的真正模式——其中有人类学、生物学和遗传学证据，而且在所有人身上都可以观测到——是一种一段较长时间的连续睡眠，加上较短的午后小睡。
既然接受了这是我们睡眠的自然模式，那么我们能不能确定放弃双相睡眠所导致的健康后果是什么呢？双相睡眠仍然可以在世界各地的一些午睡文化中观察到，包括南美和地中海地区。20世纪80年代，我还是个孩子，那时我和家人一起去希腊度假。当我们走在希腊主要城市的街道上时，商店橱窗里挂着的招牌和我在英国常常看到的完全不同。上面写道：早上9点到下午1点营业，下午1点到下午5点关门，下午5点到晚上9点营业。
如今，整个希腊的商店橱窗里几乎都没有这样的标识了。在新千年来临之前，要求希腊放弃那种类似于午休的做法的压力不断增加。来自哈佛大学公共卫生学院的一组研究人员决定对23000名希腊成年人的这种彻底转变带来的健康后果进行量化，他们调查了年龄在20岁到83岁之间的男性和女性。研究人员将注意力集中在心血管的变化上，在6年的时间里追踪这组人，这期间他们中大多数人放弃了午睡的习惯。
就像无数的希腊悲剧一样，结局令人心碎，但这是最严肃、最真实的方式。在研究开始时，没有一个人有冠心病或中风病史，这表明他们并不存在任何心血管疾病。然而，那些放弃常规午睡的人，在6年的时间里，与那些经常白天小睡的人相比，患心脏病的风险增加了37%。在有工作的人中，这种影响尤为明显，他们中不午睡引起的死亡率增加幅度超过60%。
从这一惊人的研究中可以看出：当我们从双相睡眠的先天习惯中脱离出来时，我们的寿命就缩短了。在希腊境内仍然完整保留午休习惯的小块飞地上，比如伊卡里亚岛这样的小岛屿，男性的年龄达到90岁的概率是美国男性的4倍之多，这也许就不足为奇了。这些午睡的地区有时被描述为“人们忘记去死的地方”。自然形成的双相睡眠和健康的饮食习惯似乎是长寿的关键，这是很久以前就写在我们祖先的遗传密码中的处方。
我们很特别
正如你现在所了解到的，睡眠是动物界的一个统一特征，但是在物种内部和物种之间存在着睡眠量（例如时间）、形式（例如半脑、全脑）和模式（单相、双相、多相睡眠）等显著的多样性。但是，我们人类的睡眠情况，至少在没有被现代化生活干扰的情况下的纯粹睡眠是否是特别的呢？关于智人在其他领域的独特性——我们的认知、创造力、文化，以及大脑的大小和形状——已经有很多著作。我们的夜间睡眠是否也有类似的独特性呢？如果是这样的话，这种独特的睡眠是否也会是我们所提到的这些成就中一个尚未被认可的独特之处，也就是我们叫作智人的正当理由？
事实证明，我们人类在睡眠方面的确是特别的。与旧世界猴和新世界猴，以及猿类，比如黑猩猩、红毛猩猩和大猩猩相比，人类的睡眠就像众所周知的拇指痛一样突出。我们睡觉的时间明显比其他灵长类动物要短（8小时，与其他灵长类动物的10~15个小时的睡眠时间相比），然而我们有大量的快速眼动睡眠，即做梦阶段。在我们的睡眠时间中，有20%~25%的时间是快速眼动睡眠，而其他所有灵长类动物的快速眼动睡眠时间平均只有9%！相对于其他的猴子和猿类来说，我们是睡眠时间和做梦时间异常的数据点。因此，了解我们的睡眠如此不同的方式和原因，就是了解从猿到人、从树上到地面的进化过程。
人类是高级的陆地睡眠者——我们躺在地面上打瞌睡（有时也会比地面稍微高一点，在床上）。其他的灵长类动物在树上、树枝上或者窝里睡觉，只有偶尔才会从树上下来睡在地上。例如，类人猿会在每一个夜晚建造一个全新的树顶睡眠巢或平台。（想象一下，每天晚饭后在你还没睡觉之前，要留出几个小时搭建一个新的宜家床架！）
在树上睡觉是一个进化上的明智举措，它在某种程度上提供了躲避大型地面捕食者（比如鬣狗），以及躲避小型的吸血节肢动物（包括虱子、跳蚤和蜱虫）的安全避难所。但是，当你在20~50英尺的高空睡觉时，你必须要小心。当你在树枝上或窝里睡得正香，过于舒适放松时，垂下来的肢体可能会让你突然掉到地上，生命终结于此，你的基因也就从基因库中消失了。在快速眼动睡眠阶段尤其如此，这个阶段中大脑会完全麻痹身体的所有随意肌，让你全身完全松软——毫不夸张地变成一袋子骨头，肌肉完全没有任何张力。我敢肯定你从来没有试过在树枝上休息，但我可以向你保证，这绝不是一件容易的事。即使你暂时控制了微妙的平衡，也不会持续太久。这种身体平衡法是我们灵长类祖先在树上睡觉时面临的挑战和危险，而且这明显地限制了它们的睡眠。
直立人，即智人的前身，是第一种纯两足动物，用两条腿直立行走。我们相信直立人也是第一个专注于地面睡眠的物种。较短的手臂和直立的姿势使在树上生活和睡觉变得不太可能。当豹子、鬣狗和剑齿虎（它们都能在夜间捕猎）四处游荡，陆地上的吸血动物到处都是，直立人（由此推断到，智人）是如何在布满捕食者的地面睡眠环境中生存下来的呢？答案的一部分是火。虽然仍存在一些争议，但许多人认为直立人首先开始使用火，而我们之所以能从树上下来，生活在地面上，火即使不是最重要的因素，也是重要的催化剂之一。火也是我们如何在地面上安全睡觉的最佳解释。火会阻止大型的食肉动物，而烟雾提供了一种独特的夜间熏蒸方式，击退了那些喜欢叮咬我们表皮的小昆虫。
然而，火并不是完美的解决方案，地面的睡眠也会有风险。进化上的压力使我们在睡眠的过程中变得更有效率。任何能够实现更有效睡眠的直立人，都可能在生存和选择中受到青睐。进化让我们古老的睡眠形式在持续时间上变短了，但强度增加了，特别是通过丰富我们在夜间进入的快速眼动睡眠。
事实上，聪明如大自然母亲，这个问题也成了解决方案的一部分。换句话说，睡在坚实的地面上而不是在不稳定的树枝上，是促进快速眼动睡眠的动力，因此睡眠的时间可以适度地减少。在地面上睡觉时，不会有掉下去的危险。在我们的进化过程中，人类第一次可以尽情享用所有身体不动的快速眼动睡眠来做梦，而不必担心重力让他们从树顶摔下来。因此，我们的睡眠变得“集中”了：时间更短、过程更加巩固，以及更加充足的高质量睡眠。不是随便一种类型的睡眠，而是快速推进大脑复杂性和神经连接的快速眼动睡眠得到了特别提升。有些物种的快速眼动睡眠时间比人类要长，但没有一种能像我们人类那样，把这么多的快速眼动睡眠时间用在如此复杂又布满连接的大脑上。
根据这些线索，我提出了一个原理：从树梢到地面的睡眠重构是一个重要的触发点，它使智人到达了进化的金字塔顶端。至少有两个特征区分了人类与其他灵长类动物：（1）我们社会文化的复杂性；（2）我们的认知智力。我认为这两者都是由于睡眠（特别是高密度的快速眼动睡眠）的参与而形成，并得到了有益的且有因果关系的推动。快速眼动睡眠，以及做梦本身，促进了以上两种人类特征的发展。
关于第一点，我们发现快速眼动睡眠可以精确地重新调整和校准人类大脑的情感回路（相关内容会在本书的第三部分详细讨论）。在这种能力影响下，快速眼动睡眠很可能丰富了我们最初的原始情感，同时促进了理性控制的发展，我认为这一转变是智人快速崛起的关键原因。
例如，我们知道，快速眼动睡眠提高了我们的识别能力，从而使我们成功地应对人类文化中千变万化的社会情绪信号，比如明显或隐秘的面部表情、主要的肢体动作，甚至是群体行为。我们只要想象一下孤独症这样的发育障碍，就会意识到如果没有这些情感导航能力，社会中会存在多么大的挑战。
与之相关的是，快速眼动睡眠所赋予的准确识别和理解的能力，使我们能够做出更明智的决定和行动。更确切地说，我们每天用于调节情绪的使头脑冷静的能力——也就是我们所说的情商的关键——取决于能否在夜间获得充足的快速眼动睡眠。（如果你的脑海中立即出现那些缺乏这些特质的同事、朋友和公众人物，你可以怀疑他们睡了多长时间，尤其是在早上富含快速眼动睡眠的阶段。）
其次，更重要的是，如果你把这些几千年来强度和丰富度不断增长的快速眼动睡眠在个体上、群体上和群体间的益处加起来，我们就可以看到夜间快速眼动睡眠是怎样调整大脑中管理情绪的部分迅速扩展、加倍增长的。从这种睡眠增强的情商中，我们发现了一种全新的、更为复杂的原始人类社会的生态学形式，它跨越了庞大的集体，辅助创造了人类巨大的、情感敏锐的、稳定的、高度结合的，以及强烈的社会群体。
我要更进一步，提出这是哺乳动物中快速眼动睡眠最有影响力的功能，也许也是所有哺乳动物所有类型睡眠中最具影响力的功能，甚至是在所有行星的生命史上最显著的优势。复杂的情感过程所赋予的适应性优势，是一种真正意义上的丰碑，而它常常被忽视了。我们人类可以在大脑中将大量的情感具象化，之后，我们还会体验甚至是调节这些情绪。此外，我们能够识别并帮助塑造他人的情绪。通过这两种内部和人际间的过程，我们可以缔造出各种建立大型社会群体所需的合作联盟，超越群体，使整个社会充满强大的结构和意识形态。我认为，快速眼动睡眠乍看之下为个体带来的这种较小的优势，实际上是一种最宝贵的资产，它确保了人类作为一个集体的生存和统治地位。
第二种快速眼动睡眠的做梦状态对进化的贡献，是激发了创造力。非快速眼动睡眠会帮助将新信息安全地转移到大脑的长期储存处。但快速眼动睡眠才会让这些刚刚产生的记忆开始与你生命中全部的自传内容发生碰撞。在快速眼动睡眠期间，这些记忆的碰撞激发了新的创造性见解，因为新的连接是在不相关的信息片段之间形成的。经过一个接一个的睡眠周期，快速眼动睡眠帮助构建了大脑内大量的信息联系网络。可以说，快速眼动睡眠甚至可以站远一点，感知总体的洞见和本质：类似于一般的常识——即一组信息的整体含义，而不仅是死板的事件清单。我们可以在第二天早晨醒来，用新的方法解决以前棘手的问题，甚至注入全新的、原创的想法。
在快速眼动睡眠帮助人们编织丰富而专横的社会情感结构同时，有梦睡眠还带来了创造力的好处。我们应该（毕恭毕敬地）尊重我们人类的创造力，它与我们最接近的对手、灵长类动物或其他动物相比是多么伟大。黑猩猩——我们最近的灵长类动物亲戚——比我们早出现了大约500万年；一些类人猿在我们出现之前，至少已有1000万年的历史了。然而尽管有足够的有利时机，这些物种都没有去过月球，没有制造过电脑，也没有开发过疫苗。不好意思，我们人类全都做到了。睡眠，尤其是快速眼动睡眠和做梦行为，是一种站得住脚但未被充分重视的因素，它是构成我们人类独特创造力和成就的许多因素的基础，就像语言和工具的使用一样（事实上，甚至有证据表明，睡眠也同样帮助形成了这两个特征）。
然而，快速眼动睡眠带来的大脑情感部分的优越天赋在定义人类的成功方面，要比激发创造力更有影响力。创造力固然是一种进化上的强大工具，但它在很大程度上仅限于个人。除非有创造性的解决方案可以通过快速眼动睡眠缔造的情感丰富、亲社会的纽带和合作关系来分享，否则创造力就更有可能停留在个人身上，而不是在大众之间传播。
现在，我们可以领会我所相信的一个经典的、自我实现的良性循环了。与其他灵长类动物相比，我们从树梢到地面的睡眠转变引发了相对更丰富、更快速的快速眼动睡眠，从这种奖励中，出现了认知创造力、情商及社会复杂性的急剧增加。这与我们日益复杂、相互关联的大脑紧密相连，引起了每日（还有夜）的生存策略的改善。反过来，我们越努力地工作，在白天，大脑的情绪和创造性回路就越强大，我们就越需要在夜间提供更多的快速眼动睡眠，以服务和重新校准这些高需求的神经系统。
当这个积极的反馈循环呈指数增长时，我们就形成、组织、维护并有序塑造了越来越大的社会群体。因此，快速增长的创造力可以更有效、更迅速地传播，甚至可以通过不断增加的人类快速眼动睡眠来提高情感和社会的复杂性。因此，快速眼动睡眠是一个站得住脚的新作用因素，与其他许多因素一起引发了人类惊人的快速崛起，使我们成为一个新的（睡眠驱动的）、全球范围内占主导地位的超级社会阶层，不论结果是好是坏。
一种国际通用的纪念重要事件的方法，将记载重要事件的资料和实物等装入密封的器皿中深埋于地下，历经数十年、数百年甚至更长时间再取出，作为未来对过去历史的了解和纪念。——译者注 在体形很小的物种中，例如昆虫，由于无法进行大脑的电波活动记录，睡眠的证据是与第3章中的描述相同的一系列行为特征，以杰西卡的例子来证实：静止不动、对外界的反应减少、很容易逆转。一个更深层的标准是，如果剥夺一种生物看似睡眠的行为，当你停止剥夺手段之后，就会导致更多产生这种行为的动力，这反映出了“睡眠恢复”。 曾经有人认为鲨鱼不会睡觉，部分原因是它们从来不闭上眼睛。事实上，它们确实有明显的活跃阶段和不活跃阶段，类似于清醒和睡眠。我们现在了解到，它们不闭眼睛的原因是没有眼睑。 一种常见的蝙蝠。——译者注 一种濒危的社会性啮齿动物，分布在南美洲。因颊齿表面呈“八”字而得名。——译者注 目前仅存的两种单孔目动物就是下面提到的针鼹鼠和鸭嘴兽。——译者注 1英里约等于1.61千米。——译者注 一种小型鸣禽。——译者注 卡拉哈里沙漠地跨三个国家，这里应指纳米比亚境内的桑人。——译者注 这里指夜间0点，正好是夜晚的一半。——译者注 A·罗杰·艾克奇（A. Roger Ekirch）， 《黑夜史：一部西方人的黑夜生活史》 （纽约：W·W·诺顿出版社，2006）。 指较大区域内的一小块不同民族或人群的聚居地。——译者注 拉丁名为Homo sapiens（聪明的人），也叫现代人，为地球上现今全体人类的学名。——译者注 比喻显而易见、突兀。——译者注 1英尺约等于0.30米。——译者注