麦可．杨恩在年得知自己获得诺贝尔生理医学奖的那天，他在洛克菲勒大学教职员俱乐部举办的临时庆祝活动分享了一则有趣的轶事：用分子时钟计算睡眠和其他行为时间的想法一开始遭到嘲笑。「基因影响行为？没人相信。」然而，超过35年的研究显示，我们的清醒/睡眠周期（以及大多数其他生理功能和行为）的确由分子时钟调节，而杨恩和他的研究团队则是第一个在果蝇身上找到这种机制的人。这种时钟是婴儿睡眠法的基础，我将在这一章介绍背后的科学知识，包括时钟的组成、位置及影响因素。
我们每个人都有生理时钟，这个时钟调整我们的行为和生理功能，借以帮助我们组织一天的生活，它告诉我们夜晚要睡觉，早上要起床；要吃早餐、午餐和晚餐，让我们的身体在那些时间做好准备，以便达到最佳的消化吸收效果；它调节我们的体温和免疫系统。我们所有的精神状态，包括情绪、警戒、动力，全天都受内在生理时钟的调节而发生变化。
什么是生理时钟？它如何控制？
根据自然规律，不只睡眠有最佳的时间，也就是晚上，生理活动的最佳时间是在下午，而最佳排便时间则在早晨。这种日常规律的科学名称就叫作昼夜节律（circadianrhythm），这一词来自拉丁语「circa」（关于）和diem（日子），组合起来便是「关于日子的事」，因为一次周期的时间总长度就是一天。身体里几乎所有的生理功能都有昼夜节律控制。
所有动物，甚至植物都有生理时钟，它帮助地球上所有生物为白天的阳光和高温，以及夜晚的黑暗和寒冷做好准备。植物需要调整叶片的位置，好在第一道光线照射下来时便能开始行光合作用，掠食者利用生理时钟知道狩猎的时间和猎物的可能位置。举例来说，如果羚羊在晨昏时经常出现在河边，狮子就应该在晨昏之前前往水塘边，才不会错过猎物；较冷纬度的动物需要在日落前找好栖身之地，才能躲过夜晚的寒冷。这些动物王国的案例说明了生理时钟的功能，也就是预测环境的变化。
如果你将一盆植物放在完全黑暗的房间里，永远照不到阳光呢？它仍会预测阳光的来源，据此转动叶片，并且在「白天」时随着不存在的阳光从房间的一侧转向另一侧，到了「夜晚」也会关闭叶子以保持湿度，这一切都发生在全黑的环境中。最惊人的是，只要植物活着，就会持续这样的行为，不过在全黑环境中的植物活不了太久。
很有趣吧，但这和我及我的宝宝有什么关系？
时钟的威力
假设你平时是晚上11点入睡，早上7点起床，若将你放到一个没有窗户的公寓，晒不到太阳，没有电视，没有网络，没有其他时间的线索，但你随时可以打开电子光源，可以尽情地吃东西、看书、看电影，你可以随兴安排一天的时间，决定什么时候要关灯睡觉，你认为会发生什么事？
这个实验真实发生过，而且在不同国家有不同的研究团体不断重复实验。结果发现，你的节律会和日常生活完全一样，你还是会在平时睡觉的时间上床，在平时起床的时间醒来，每一天都是如此，即使你身处那样的条件。这就是时钟的力量，你会发现每天晚上11点上床睡觉，早上7点起床，而这样的作息对我们的小宝宝来说非常可取。
时钟如何运作
时钟如何运作，我们如何运用这种知识，让宝宝一夜好眠？因为地球的自转及公转，一天有24小时，我们的内在时钟也演化出一套将近24小时的昼夜节律，一个循环的长度是24小时，这个长度称为一个周期。如果地球旋转的速度减缓，白昼变长，我们的周期或许也会超过24小时。
我们内在时钟的动力何来，是什么告诉我们时间？大约50年前，科学家发现时钟受我们体内一组基因控制，这组基因称为时钟基因。年代早期，基因学家隆恩．柯诺普卡（RonKonopka）和赛莫尔．班瑟（SeymourBenzer）在加州科技研究所工作时，曾提出以下问题：只发生在特定时间的特定行为是否需要某些基因存在？他们以一种迷你果蝇黑腹果蝇（Drosophilamelanogaster）发展出一套模型系统，找到了答案。
在正常的发展过程中，苍蝇卵会孵化成幼虫，大量进食并成长，7天后，幼虫开始结茧，并在虫茧中变态为成年苍蝇。成熟的苍蝇会破茧而出，这个过程称为脱蛹，距离虫卵落地只有10天。有趣的是，脱蛹通常发生在清晨，如此一来，刚脱蛹的苍蝇才能在温暖的白天展翅，在光亮的环境中习惯他们的新身体。
洞穴与碉堡实验
纳撒尼尔．克莱特曼（NathanielKleitman）是第一位不在社会24小时活动周期的情况下测试人类行为的研究者，他于年6月到7月，用一个月的时间，让受试者待在肯塔基州的猛犸洞里，研究他们的昼夜节律。洞穴里对受试者进行了人工控制：一天的时间长度从24小时，改变为21小时或28小时。他监测他们的体温和心跳，希望能了解人们是否会改变内在机制，也就是从生理上将24小时的节律改为21小时或28小时。
他发现，即使人们外在的环境改变了，人体还是会维持24小时节律—这个证据清楚表明内生昼夜节律的存在。
尤金．阿绍夫（JürgenAschoff）和德国研究者在年代也进行了类似的实验，他们在安德克斯（Andechs）一个巴伐利亚人的小镇里，利用二次世界大战的碉堡建立一个实验公寓。受试者可依喜好开关电灯，并依他们平时日夜作息做事，许多学生参与者利用在碉堡的时间准备考试。计划在年代早期结束，参与这份“碉堡实验”的受试者超过三百人，结论很清楚：即使没有阳光，人们仍维持近乎24小时的节律，这一点进一步证明了内在昼夜时钟的存在。
为了探讨苍蝇在早上脱蛹是否受基因影响，柯诺普卡和班瑟让果蝇暴露于破坏DNA的化学物质或诱变剂中，从而随机干扰个别基因的功能，然后观察该基因是否影响脱蛹的时间。某些突变的确导致果蝇脱蛹时间失常：突变的果蝇未在早晨脱蛹，而是在白天或黑夜不定时脱蛹。此外，研究者发现另外两种突变，果蝇并非时间错乱，而是将24小时的蜕变周期缩短成19小时，或延长为28小时。
果蝇研究中有一种传统，他们会根据基因遗失后会引起的问题命名该基因，柯诺普卡和班瑟发现的突变改变了行为周期，科学家便将这个时间错乱的突变称为蝇期，其他两个则分别称为短蝇期和长蝇期。几年后，我的导师麦可．杨恩首次复制了蝇期基因，从而描述了该基因的特性。复制第一个时钟基因，这个发现让他及他的同事于二○一七年获得诺贝尔生理医学奖，蝇期基因的发现打开了一扇门，让我们在基因的基础上了解昼夜节律。
我们的实验室及其他研究发现了时钟基因网络，这些网络负责管理我们体内的时间。
在这项开创性研究的基础上，我们的实验室及其他研究发现了时钟基因网络，这些网络负责管理我们体内的时间。时钟基因存在于身体内大多数细胞内，每个细胞都有它自己的时钟，这些时钟如何与其他细胞的时间同步呢？大脑中有一个结构称为视交叉上核（SCN），它被认为是人体的中央时钟。SCN神经元的放电频率日夜变化—白天最高，夜晚最低，SCN的放电频率能让大脑其他部位及器官组织了解现在的时间。