Испытать чувство безвременья или нечто похожее можно в глубоком подземелье или на Крайнем Севере, в середине полярной ночи или в свете бесконечного дня. Но есть и более простые способы добиться желаемого эффекта – достаточно взять билет на самолет, и чем дальше, тем лучше.
Для начала вспомним физику: во время авиаперелета вы находитесь в воздухе на высоте в несколько километров и передвигаетесь с высокой скоростью, которая имеет тенденцию к снижению по причине воздействия гравитации. Из специальной теории относительности Эйнштейна следует очень необычный вывод: время внутри быстро движущегося объекта течет медленнее, чем время наблюдателя, находящегося в состоянии покоя. Эксперименты подтвердили теоретические выкладки: выяснилось, что атомные часы на борту реактивных самолетов отстают от стационарных часов на земле. Разница в показаниях может составлять от пары-тройки наносекунд до нескольких часов. (В салоне самолета продолжительность временного промежутка, определяемого как секунда, не изменяется: каждая секунда длится ровно столько же, сколько предыдущая, однако наблюдатель, находящийся в неподвижной системе координат, определит ее как более длительную.) Эффект хотя и незначительный, но вполне ощутимый. В марте 2016 года астронавт Майк Келли вернулся на Землю, проведя триста двадцать дней на орбите. Космическая станция, на которой он находился, кружила вокруг нашей планеты со скоростью порядка 29 тысяч километров в час. За это время оставшийся на Земле брат-близнец астронавта по имени Марк, который родился на шесть минут раньше Майка, успел состариться на дополнительные пять миллисекунд.
Кроме того, наша планета разделена на часовые пояса, расположенные в меридиональном направлении с интервалом в пятнадцать градусов. Всего насчитывается двадцать четыре часовых пояса шириной в один час каждый. Начало отсчета времени, принятое за нуль, находится в городе Гринвич (Англия), где расположена Королевская обсерватория. Поскольку Земля представляет собой шар, который постоянно вращается вокруг своей оси, солнце не может равномерно освещать всю поверхность планеты; световой день не может наступить везде одновременно. Благодаря разделению поверхности Земли на часовые пояса фраза «двенадцать часов дня» в любой точке мира воспринимается одинаково: повсеместно известно, что речь идет о середине суток, когда солнце находится в зените, хотя в данный конкретный момент полдень наступил только в одном из часовых поясов.
Часовые пояса входили в обиход постепенно; необходимость в них возникла в XIX веке, когда понадобилось согласовывать между собой расписания движения поездов в связи с планомерным расширением сети железных дорог. К 1929 году большинство стран мира приняло почасовую схему деления на часовые пояса. С другой стороны, в наши дни есть страны, в которых приняты часовые пояса шириной по полчаса или даже по сорок пять минут, как, например, в Непале. А Китай, быстро прираставший новыми территориями, избрал противоположную стратегию и в 1949 году объединил пять часовых поясов, проходивших через его территорию, в один большой часовой пояс.
В наш век общедоступных авиапутешествий мы регулярно пересекаем границы часовых поясов. За время перелета из Парижа в Нью-Йорк, который длится семь часов, шестичасовая разница во времени между городами успевает нивелироваться. Часы показывают местное время, их показания зависят от вашего местонахождения. Если вы находитесь на борту самолета, летящего с большой скоростью, и любуетесь бескрайней гладью океана из иллюминатора, ваши представления о «здесь» и «сейчас» меняются с каждой секундой. Мои наручные часы могут быть все еще настроены на парижское время, отставая от меня на несколько часов, но справочная карта на изголовье стоящего впереди кресла сообщает мне нью-йоркское время, хотя до Нью-Йорка лететь еще несколько часов. Так что сейчас я пребываю в неопределенном промежутке времени, который кажется бесконечностью.
Во время перелета мы ориентируемся по центральному времени, которое показывают приборы в кабине пилотов, а функции супрахиазматического ядра выполняет командир воздушного судна.
Показания всемирного координированного времени, которое показывают атомные часы в разных уголках мира, взвешиваются на эталонных весах, просеиваются сквозь сито алгоритмов, рекомендованных Международным бюро мер и весов в Париже, и непрерывно транслируются со спутников. Сигналы воспринимают системы управления находящихся в рейсе торговых судов, арендуемых авто и самолетов. За пределами кабины пилотов у каждого свои часы. Кто-то из пассажиров дремлет, кто-то перекусывает. Некоторые готовятся к предстоящему совещанию, назначенному на вторую половину дня, а кое-кто все еще приходит в себя после отчаянной попытки успеть на самолет ранним утром. Внимание других полностью захвачено кинофильмом, и они сейчас пребывают во времени вымышленного сюжета – бесконечно далеко отсюда, где всегда наступает счастливый конец. На пути в Западное полушарие, озаренном постоянным освещением, мы полностью отстранены от каких-либо примет времени и следуем собственному распорядку, не сверяясь с центром.
До сих пор не выяснено до конца, каким образом супрахиазматическое ядро мозга распространяет сигналы времени среди органов и систем человеческого организма. Зато известно, что это длительный процесс, занимающий от нескольких часов до нескольких дней. При пересечении нескольких часовых поясов или в течение одного-двух дней после перехода на зимнее или летнее время происходит резкая смена режима освещения, вынуждающая организм быстро адаптироваться к новому графику. Однако периферийные часы не перестраиваются в одночасье и в последовательном порядке. На какое-то время ваш организм прекращает функционировать как синхронизированная конфедерация внутренних часов и превращается в конфедерацию временно автономных часовых штатов. Такова сущность состояния, известного как джетлаг, или синдром смены часовых поясов. Когда супрахиазматическое ядро моего мозга приземлится в Нью-Йорке, моя печень будет еще в Новой Шотландии, а поджелудочная железа – где-нибудь над Исландией. В течение нескольких дней пищеварительная система будет хандрить: когда мозг скомандует принимать пищу, окажется, что пищеварительные органы еще не успели подготовиться к утилизации продуктов. (Скорость адаптации к новому времени составляет примерно один часовой пояс в день.) По этой причине многие путешественники и пилоты авиалиний, часто преодолевающие большие расстояния, жалуются на гастроэнтерит. Так что синдром смены часовых поясов – это не частная проблема мозга, а системный сбой в работе организма, вызванный рассинхронизацией биологических часов.
ОДИН ИЗ ВОЗМОЖНЫХ СПОСОБОВ БОРЬБЫ С НЕПРИЯТНЫМИ ПРОЯВЛЕНИЯМИ СИНДРОМА СМЕНЫ ЧАСОВЫХ ПОЯСОВ: НЕОБХОДИМО ВОЗДЕРЖИВАТЬСЯ ОТ ПРИЕМА ПИЩИ НА БОРТУ САМОЛЕТА
В научной литературе периферические внутренние часы организма иногда называют вторичными или ведомыми, поскольку они подчинены супрахиазматическому ядру. На самом деле наши периферические часы в состоянии функционировать автономно, а в благоприятных условиях они даже приобретают способность к синхронизации циркадных ритмов не по указке внутреннего хронометра и не по естественному суточному циклу изменения освещенности, а по любым импульсам, получаемым извне. Как выяснилось, пища служит убедительным источником вводных данных для некоторых звеньев внутреннего часового механизма. За прошедшее десятилетие было проведено несколько исследований, которые выявили, что регулярный прием пищи в одно и то же время может вызвать сдвиг фаз циркадного ритма печени в обход светового распорядка, транслируемого мозгом. Также не исключено, что печень начнет генерировать собственные циркадные импульсы. В таких случаях суточная активность печени будет определяться часами приема пищи, а не астрономическим временем. «Если лабораторную мышь кормить в середине цикла сна, она вскоре научится самостоятельно просыпаться перед кормлением, – говорит Крис Колуэлл, ведущий специалист Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе по исследованиям циркадных биоритмов. – Я привожу студентам пример: если курьер будет каждый день приносить вам пиццу на дом в четыре часа утра, то могу поручиться, что вы будете просыпаться в полчетвертого».
Отсюда вытекает один из возможных способов борьбы с неприятными проявлениями синдрома смены часовых поясов: необходимо воздерживаться от приема пищи на борту самолета, когда стюардесса будет разносить закуски. Протокол обязывает бортпроводниц предлагать пассажирам подкрепиться спустя каждые два-три часа полета, причем расчет ведется по времени, установленному в начальной точке маршрута. Во время транзитного рейса в отсутствие привычных световых импульсов печень заведет свои внутренние часы и накрепко привяжет ваш организм к часовому поясу, который вы хотите оставить позади, поэтому заводить биологические часы и выстраивать распорядок питания лучше всего уже по прибытии к месту назначения. «Мы даем путешественникам один и тот же совет – как можно скорее выйти на свет, наладить режим питания и окунуться в общественную жизнь», – говорит Колуэлл. Также он горячо одобряет завтраки. «Коль скоро человеческий организм в некоторых отношениях работает так же, как и организм лабораторной мыши, то завтрак нужен нам для поддержания циркадных импульсов, чтобы не быть ослабленным в отсутствие световых импульсов», – объясняет ученый.
Исследования, проведенные группой Колуэлла, наводят на мысль, что систематические занятия физкультурой также позволяют управлять циркадной регуляцией. В ходе экспериментов с мышами у животных, которым был предоставлен доступ к беговому колесу, отмечалась более высокая интенсивность синхронизирующих импульсов супрахиазматического ядра по сравнению с менее активными особями. Положительное влияние физической активности увеличивалось, если мышам позволяли бегать в колесе только в начале периода бодрствования, а максимальную пользу от упражнений получили мыши, у которых был выявлен дефицит одного из специфических белков, обеспечивающих работу биологических часов. Когда такие животные получали доступ к беговому колесу в конце периода активности, способность супрахиазматического ядра к трансляции синхроимпульсов сердцу, печени и другим внутренним органам значительно улучшалась. Чем больше мыши бегали, тем лучше работали их биологические часы. Пока рано делать выводы о том, что регулярные занятия спортом в одно и то же время окажутся в той же степени полезны людям, но такая возможность представляется Колуэллу очень заманчивой, так как с возрастом наш внутренний хронометр изнашивается. «Мне около пятидесяти лет, и у меня уже проблемы с ночным сном, – признается Колуэлл. – А еще я стал быстрее уставать за день». Так что стареет даже время.