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几年前，我询问数学生物学家及脑电波专家保罗·拉普（Paul Rapp），是否在自己的实验中见过这样的频谱。保罗的回答是否定的，但他认为如果频谱是真实的，应该不难发现。为了寻找这种效果，他进行了一系列新实验，即使采用了今天更先进的技术，也仍然一无所获。难道维纳是在欺骗自己吗？这凹陷只是维纳丰富想象力的产物吗？我不愿相信，同时，这也让我备感宽慰，让我有兴趣去了解1958年发生的真实故事。
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2001年7月，我在参加一个应用数学的会议时，偶然中与杰克·考恩进行了一次谈话。考恩是一名理论生物学家，长期致力于大脑的数学模型研究。鉴于他可能了解许多关于阿尔法脑波的知识，我问他是否熟悉维纳的旧理论。他微笑着回答“是的”。考恩当时是麻省理工学院的一名博士后研究员，维纳强迫他听了“200次”关于特殊频谱的故事。他说：“维纳喜欢抓人做他的听众。”
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考恩于1958年7月进入麻省理工学院，成为沃尔特·罗森布里斯带领的通信生物学小组的一名研究生。在那段时间里，罗森布里斯小组的一名助理研究员玛格丽特·弗里曼（Margaret Z. Freeman）首次对频谱进行了测量，正是她发现了频谱中显著的波峰和两个凹陷，使维纳大为欢喜。虽然结果并不确定，但维纳还是高兴地在自己写于1958年的书中对其进行了吹捧。
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但事实上，弗里曼的结果是错误的。“有些人试图复制她的结果。”杰克对我说，“最终却一无所获，因此他们知道一切都是错的。”弗里曼在她的计算中犯了一个错误，当她再次核查时，凹陷便消失不见了。
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但是太晚了，维纳的书已经出版，书中公布了频谱的示意图。三年后，在《控制论》出版时，他有了改正错误的机会。这次，他选择了向公众展示真实的数据。下文是他对于频谱的描述：
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在检查曲线时我们发现，在频率为每秒9.05次附近时，曲线有一个显著的下降。此处的频谱有一个极速的衰减，它为我们提供了一个客观的数量，它的验证精度高于迄今为止出现在脑电图上的任何数据。
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这是维纳最自信的声音，这位天才教给了脑电图专家很多东西。但随后他的语言变得不确定，做了许多假设。
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我们已经获得的其他曲线中有一些疑点，其细节的可靠性存在一些疑问，在突然的下降后面紧接着一个突然的上升，所以在二者之间我们看到了一个凹陷。无论是否存在这种情况，都表明存在一个强烈的暗示：波峰对应的是将从曲线低处牵引过来的能力。
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当我10年前第一次读到这里的时候，这模棱两可的语言让我目瞪口呆。这完全不像维纳的风格，他的文字通常大胆而直接。但当我现在阅读它的时候，他的文字几乎让我感到心酸。我感觉我可以听到一个男人同自己挣扎的声音，这是一名科学家执着于一个自认为绝对正确的思想，然而又鼓起勇气尽力做到理智上的诚实。尽管任何人都找不到这个凹陷，但维纳让我们相信在其他记录中凹陷是存在的，而他却并没有妄下定论；他承认那些其他的记录是“可疑的”，并说其中存在凹陷只是“将信将疑”。无论凹陷存在与否，他的最后一句话表明，他不会放弃这个想法——振子通过彼此之间的“频率牵引”实现同步。他确信这是一种普遍的同步机制，意义重大。维纳拒绝成为赫胥黎所说的“用丑恶的事实屠杀美丽的假说，是科学的最大悲剧”的受害者。
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维纳像一个能够看到世界运行规律的先知。我们在其他一些伟大的科学家身上也能看到这一点。如果伽利略满足于描述真实发生的事情（摩擦力会使物体停止运动），他就不会发现运动中的物体倾向于保持运动的状态（惯性定律）。通过忽略非必要因素，他发现了最基本的力学定律。孟德尔通过研究豌豆的遗传模式，发现了遗传学定律。但一些现代统计学家质疑他的数据，认为它过于简洁，缺乏说服力，而其他人更进一步暗示孟德尔精心挑选了最能说明他所寻求的规则的农夫。无论你相信哪种观点，但很显然孟德尔确切地知道自己在寻找什么。
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虽然维纳在阿尔法脑波节律上犯了错误，但对于大脑中的一种不同的节律，他的观点却是正确的。1995年，马萨诸塞州总医院的生物学家戴维·韦尔什（David Welsh）和史蒂夫·里珀特（Steve Reppert）发现，大脑中确实包含了振子按照固有频率分布的群体，这个振子群体通过“频率牵引”实现同步，共同而不是单个地构成了一个精度更高的振子。维纳预料到了所有这一切，但他错过了一个重要的细节：这些细胞的运动频率不是10赫兹，而是要慢大约100万倍。这些细胞是昼夜节律起搏细胞，它们是让我们保持与周围世界同步的内部计时器。
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同步：秩序如何从混沌中涌现 03 睡眠周期：同步与非同步的斗争
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像所有的新生儿一样，我的女儿莉亚在她生命中的前3个月里是个自由主义者。她的饮食和睡眠毫无规律。到11个月大的时候，她可以整夜安睡，但有一个小问题：她总是会在早晨5：20唤醒我和我的妻子。她会抓着婴儿床的栏杆，把自己拉起来，机智地咳嗽几声，表示自己准备要吃早餐了。虽然知道不应该抱怨（有些父母面对的情况更糟），但我们仍然希望她能至少再晚一小时起床。为了让她晚起床，一天晚上，我们试着让她晚睡。毫无疑问，这个办法适得其反：转天早晨5：20，相同的咳嗽声又从她的卧室传了出来，且因为睡眠不足，一整天里，她都用大发脾气来惩罚我们。
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以上两种时间问题从根本上讲都是同步作用的失效。作为一个新生儿，莉亚完全无法同步；她的入睡、苏醒以及饮食规律，相对于世界的每日周期毫无规律地变化着。11个月大时，她表现出了相反的问题：她的节律过于执着于同步，牢牢地绑定在了一种特殊的24小时模式上，同样令我们无法忍受。
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不仅是婴儿和他们的父母会遭受这种混乱的同步和随之而来的睡眠紊乱。美国有研究表明，青少年喜欢熬夜到很晚，早上起床上学有困难，这并非因为他们天性懒散，而是因为他们体内的生物钟设置比成年人落后了几个小时。这一研究也正在受到社会层面的关注。另一方面，许多老年人清晨便早早醒来，即使户外仍然漆黑一片。他们醒来后便无法再度入睡，感到疲惫不堪。
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其他类型的同步紊乱与年龄无关，其中一些是我们自己带来的，主要源于全天候的工作时间表。有着数以千万计的护士、卡车司机、核电站操作员以及其他白夜班交替颠倒岗位上的工人正因此受到医疗和家庭问题的困扰；印度博帕尔、苏联切尔诺贝利以及美国三里岛的工业事故和核事故都发生在午夜至凌晨4点之间，正是时间表颠倒造成了头脑迷糊和判断错误：这些都是同步紊乱的副产品，都是我们的身体与新24小时社会的需求失调造成的。
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当你开始思考其原因的时候，你会发现自己居然可以轻松地与世界保持同步，这是多么不可思议。然而，盲人们可不把它看作理所应当：大多数盲人无法遵循24小时的时间表。他们每隔几周就会完成一次与世界同步或异步的切换，这使得他们很难维持一份工作，履行社会义务。一位盲人女性说：“失明尽管有不便之处，却没有太大关系，但是非同步的睡眠周期简直糟透了。”
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鉴于此，我们健全人更应该珍惜同步的奇迹。当然，我们很少思考同步，因为它都是自然发生的。数百万年的进化使得我们的身体可以自发与昼夜更替协调一致，但它是如何进行的呢？我们常谈论生物钟，但它们究竟是真实存在的还是仅仅是一种修辞而已？它们又在哪里呢？是在大脑中还是在每一个细胞中？它们的生化机制是什么？它们如何彼此同步？是什么使得它们保持了与昼夜循环一致？经过数十年的研究，大部分问题的研究进展缓慢、令人沮丧，但是有些谜团的答案终于触手可及。对于生物钟的研究已成为当今最热门的科学领域之一。
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已有的研究显示，人体就像一个复杂的结构，一种由有生命的振子组成的层次结构。更生动地说，人体就像一支巨大的管弦乐队。演奏者是个体细胞，它们天生具有24小时的节奏感，这些演奏者又分为不同的部分。我们可以把肾脏和肝脏看作管弦乐器，各个器官都由成千上万的细胞振子组成，单个器官内的振子相似，不同器官之间的振子不同，但它们全都保持着24小时的生物化学节拍，都在恰当的时间开始或停止演奏。在每个器官内，基因群组在一天中的不同时间处于活跃或空闲状态，以确保器官的特征蛋白质按计划生成。这首交响曲的指挥是昼夜节律起搏器，它们是大脑中成千上万的时钟细胞的神经元群体，自发同步为一致的单元。
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同步可以分为三个不同的级别。在最低、最微观的级别，特定器官内的细胞是相互同步的，它们的化学节律和电节律的变化步调一致。在下一个级别，同步发生在各个器官之间，从这个意义上讲，即使细胞分化成了不同的类型，它们仍保持在同一时期。这种同步发生在身体内部，因此被称为“内同步”。这并不意味着所有器官在同一时间都是活跃的，相反，有些是沉寂的，有些则运转良好。同步是指周期匹配，保持相同的节拍，就像演奏者即使在安静等待的间隙，也保持着他们头脑中的节拍。第三级别的同步发生在我们的身体和周围世界之间。正常情况下，我们生活在有规律的时间表中，如白天工作、夜晚休息，等等，整个身体与24小时的一天保持同步，主要被昼夜交替所驱使。这个与外部世界保持步调一致的外同步过程叫作“牵连”。
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目前，我们关于人类昼夜节律的最优秀的理论主要是描述性的，而非数学上的。这是必然的，因为我们缺乏对系统的结构和动力学特性的深入了解，它的层级组织似乎比先前讨论的振子群体的简单模型要复杂得多。一群萤火虫可以近似为自维持振子的集合，所有个体都是相同或几乎相同的，几乎都在同一时间发射。从这个意义上讲，同步的萤火虫的复杂水平相当于单个的器官，或在音乐上相当于管弦乐队中的一个单一的部分。而我们才刚开始学习这些部分如何在一起合奏，以及起搏器如何和谐地安排它们。换句话说，我们正在努力学习昼夜节律交响乐的规则。
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可以确定的是，这种规则是存在的，因为我们可以在更大的尺度上看到它们的表现，即在整个人体的行为中的表现：它们体现在我们的睡眠与觉醒、激素波动、消化、警觉、敏捷性以及认知表现的日常节律中。在这个更高的级别上，科学家最近发现了人类醒睡周期和其他昼夜节律的神秘规律，虽然这些规律的微观基础仍是个谜。在这方面，我们的现状与遗传学早期的发展类似。孟德尔发现，豆科植物的各种特性会按照特定的数学规律传给它们的后代，而且这些模式可以用被称为“基因”的假想实体解释，基因会按照特定的规则重组。所有这些都是在我们了解基因以及基因在DNA链中的具体体现很久以前完成的。同样，我们现在知道，人类的昼夜节律遵循着自己的规律，尽管我们仍然对其基本的生化基础一无所知。
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