在自然界中，节奏无处不在，也存在于我们体内。
自古以来，人类就对自然界中的节奏有着深刻的认识。三个世纪以前，生物学家卡尔·林奈（Carl Linnaeus）就发现花朵有着自己的节奏：在一天中的特定时间，它们会开放或闭合花蕾。林奈注意到不同花朵的节奏各不相同，因此他提出了“花钟”的概念——一个根据每种花朵的节奏精心布置的花园。他只需步入这样一个花园，就能知道时间：秋麒麟在早上7点开放，紫罗兰在早上8点开放，等等。
虽然我们对生物时间如何产生和测量的科学理解相对较新，但生物钟本身却非常古老，至少有20亿年的历史。生物学在多个时间尺度上运行，有的非常短暂，有的非常漫长。其中，有一个特别的24小时时间尺度，与昼夜交替的周期相匹配。
在地球的早期，环境变化不可预测且危险，能够辨别时间是一种特殊的礼物。它使生物能够预测环境中的规律变化，并将生理和行为——如觅食、交配、社交和休息——分配到一天中最为有利的时段，以保持生存。幸运的是，早期生命发展出了基本的生物钟：两种循环蛋白，它们可以像沙漏一样“翻转”，测量24小时的昼夜时间。（“昼夜”一词来自拉丁语“circa”，意为“大约”，和“dies”，意为“日”。）
昼夜生物钟的进化得以延续。数十亿年后，我们几乎可以在每一种生物体内找到它。在我们数十亿的细胞内，生物钟执行着各种关键功能。如今，科学家们发现，这些昼夜生物钟可能对保护精神健康也至关重要。
在人类中，昼夜系统的“控制室”是位于大脑下丘脑的视交叉上核（suprachiasmatic nucleus），这是一个微小的神经元束。这个核虽然体积微小，但对我们的生理、行为、健康和幸福感有着巨大的影响。它是我们昼夜生物学的中心“节拍器”，其节奏敲打出身体最响亮的24小时节拍。在大脑中，还有其他节律性振荡的时钟，它们控制着诸如情绪、警觉性和食欲等过程的日常时间安排。在大脑之外，还有其他周边时钟——在心脏、肝脏、胃、骨骼和单个细胞内——它们组织着各个器官的必要过程。每个时钟都以24小时为周期振荡，协调每个器官的过程时间。但在控制室中，坐着中央节拍器——视交叉上核，一个指挥着节奏交响乐的指挥家。
视交叉上核如何告诉时间？这与它的拉丁名字有关。视交叉上核是一束细胞（nucleus），位于视交叉（chiasm）之上（supra），这里是眼睛主要神经交叉的地方。这使它能够获取来自眼睛到大脑的光线信息。光线和黑暗是昼夜系统进化中需要密切关注的因素。因为我们的昼夜时钟就像一个旧时的时钟，需要每天“设定”时间，而光线是主要的设定因素。就像旧时的时钟，我们的昼夜时钟也可能走时不准——因为它们天生如此，或者因为它们发展成这样。
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