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了解你的生物钟

2017年，诺贝尔生理学或医学奖授予了美国遗传学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什、迈克尔·杨，因为他们发现了昼夜节律的分子机制。所谓昼夜节律，也就是人们平常所说的生物钟。

事实上，生物钟是一门古老的学问。1792年的一个傍晚，法国天文学家德梅朗发现含羞草已经“睡觉”了——它的叶子合上了，而白天时它的叶子是张开的。他感到好奇，如果含羞草持续处于黑暗环境中会产生什么变化？后来他发现，尽管没有日光照射，含羞草的叶子每天仍然保持其正常的规律性变化。显然，植物“知道”太阳的位置，知道什么时候是白天，什么时候是黑夜。德梅朗是发现昼夜节律的第第一人。

后来，其他科学家发现不只植物，动物也通过生物钟帮助自身适应环境的日常变化。一天24小时并不是地球上唯一的时间结构，除它之外还有潮汐时间、月亮周期和以年为单位的周期。生活在海里的动物受潮汐影响较大。以年为周期出现的现象有候鸟迁徙、鲑鱼洄游、爬行动物冬眠等。还有一些生物的生活周期令人费解，比如珊瑚虫会在繁殖季节满月的午夜一起产卵。后来，科学家发现珊瑚虫体内有一种光传感器，能感知满月时的光线。从新月到满月，在月光逐渐增强的过程中，它们体内的传感器基因随之渐渐活跃，充当了满

月之夜产卵的触发器。

20世纪70年代，科学家找到了哺乳动物生物钟的位置所在。动物眼睛后面的下丘脑有两个很小的区域，现在被称为视交叉上核。视交叉上核只有1/4颗米粒大小，由大约2万个神经细胞组成。这两个区域的神经元连接视网膜，负责对光明和黑暗的周期性反应，被称为中央生物钟。

除中央生物钟外，人体还有很多外周生物钟。2014年，宾夕法尼亚大学的科学家约翰·霍格尼斯发现，哺乳动物近一半的基因活性随时间变化而变化。他绘制了小鼠12个不同器官中成千上万个基因的24小时表达模式，包括心脏、肺、肝脏、胰腺、皮肤和脂肪细胞，制作出哺乳动物基因荡振“图谱”。

令人惊讶的是，控制基因活性随时间变化的信号并不一定来自大脑。如果把肝脏细胞养在培养皿中，它也会很快进入24小时节律。“人体只有一个生物钟”的概念已经成为过去时。目前的研究认为，人体中数以千计甚至百万计的生物钟，组成了一个复杂的网络，它们独立运行，但又相互通话、相互协调。

奇想与发明

任何一项发明创造都离不开创造灵感。而孩子们天真无邪的问题和常人眼中的“异想天开”，在发明者看来却是创造的源泉。

1821年的一天，德国有个农家女孩拿着妈妈的木梳在家门口玩耍。玩腻了，她想出个新花样：找来两张纸片，一上一下贴在木梳上，把它放在唇边，谁知竟呜哩呜哩吹出声了。一个叫布希曼的音乐家路过，被这奇妙的声音吸引住了。他仔细观看了女孩的“杰作”，回家后，综合女孩的木梳、中国古笙和罗马笛的发音原理，制成了第一支口琴。

无独有偶，听诊器的发明灵感也来自儿童。一次，法国医生雷内克到一位患心脏病的贵妇家去诊病。由于病人过于肥胖，传统的叩诊法无法测得准确的心率，又不便直接用耳朵贴在患者胸部听诊，医生十分为难。回家的路上，他看到一群孩子在一根圆木的一头用针刮划，而另一群孩子把耳朵贴在另一头。出于好奇，他凑上前去，竟清楚地听到了圆木那头的声音。这件事启发了雷内克，不久，听诊器问世了。

一次性成像照相机是美国人兰德的发明，提醒他进行这项研究的是他的小女儿。一天，兰德和女儿去公园游览。他给女儿拍了许多照片，拍完后，孩子急切地向爸爸要照片。孩子的要求促使兰德花了好多年工夫研究一次性成像问题，终于在1947年成功地研制出一次成像照相机。

非裔美国人毕寇是位身手不凡的机械师。他的儿子是个报童，整日奔波送报，脚踏车上的链条常常脱落，儿子为此十分苦恼。于是，毕寇用塑胶做了些齿轮，再用木工工具加工，给孩子造了世界上第一辆“两轮传动”的脚踏车──用踏板的力量同时带动两个轮子，这种车能畅行于郊外崎岖的小径。

与前几位相似，发明隐形眼镜的比斯特得益于儿子的恶作剧。一天，他正聚精会神地读报，突然，鼻梁上的眼镜被调皮的小儿子打落在地。比斯特正要发火，小儿子却拾起碎镜片，贴在眼前大叫起来。比斯特拿过镜片，果然看到了地上爬行的蚂蚁，他灵机一动，既然碎镜片可以脱离镜架看东西，把它装在眼球上，看东西不是更方便吗？就这样，隐形眼镜诞生了。

在日常生活中，到处都有发明创造的契机。发明并不是件高深莫测的事儿。我们今天的许多“文明的奇迹”，最初都源自儿童的创造、发现与奇想。只要你拥有一颗敏锐的心和善于发现的眼睛，你也可以成为一个小发明家。

在科学史上，这样的事例还有很多，这说明科学并不神秘，真理并不遥远。只要你见微知著，善于发问并不断探索，那么，当你解决了若干个问号之后，就有可能发现真理。

当然，见微知著、善于发问并不断探索的能力，不是凭空产生的。正像数学家华罗庚说过的，科学的灵感，绝不是坐等可以等来的。如果说科学领域的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种“偶然的机遇”只会给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍精神的人。