自有史以来，人类就注意到诸如日出日落、海潮涨退以及季节变化这样一些自然界的周期现象。这些现象的周期性为人们提供了一种预测凶吉的尺度，也给了人们认识过去和计划未来的依据。象工作时间、就餐时间和假日安排这样一些社会活动的规律性，足以表明人类的活动按周期进行已达到了何等的程度。
近来，人们花了相当大的功夫调查了人体各种生物节律。可以肯定地说，对这些节律的兴趣，至少部分是出自人类对预测其未来行为的基本愿望。
人体表现出许多重复性的节律：心跳、呼吸、脑波，以及一些其他生理过程。实际上，从无神经信息系统的单细胞动物到人脑这样最复杂的结构，各个等级的生物结构中都存在有生物的节律。
现有的支持生物周期确实存在的文献很多，并且可以分成许多类别，有关于每日或近乎每日重复发生的周期的研究；有对间隔时间较长，譬如一个月或一年重复发生的周期的研究。每日重复发生的周期被称为每日节律。不过，由于活生物体极少有正好二十四小时重复一次的周期，所以，“昼夜节律”现在被用来表示间隔约十九小时至二十四小时重复发生的周期。科学家们指出，植物和人的二十四小时昼夜节律，即使在人工延长的黑暗和光明中也仍能继续保持不变。
研究人类昼夜节律的科学家们对睡眠和注意力曾多次进行过测量，证实周期是存在的，并且对人的心理和社会行为具有影响。昼夜节律影响行为的一个普通例子就是高速飞行时的时差作用。一个人按东西方向作跨时区的旅行，会打乱他的睡眠周期；要恢复正常的周期或调整到一个新的周期，可能需要几天时间。表现出昼夜节律的其他功能还有尿、酶和激素的分泌，血压、心律以及人的生理和精神状况。
另一类生物周期包括那些每次间隔大约为一个月的周期，例如妇女的月经。越来越多的证据表明，男子也有类似的激素和情绪变化。这些按月发生的生物周期大约每四个星期发生一次，不过，这个人和那个人不同，这个月和下个月也不同。
关于年周期，明尼苏达大学和法国罗思柴尔德基金会医院的研究人员正在进行研究。这些研究表明，生长和行为类型受一年的具体时令的影响。例如，根据巴黎的研究，男子的性活动通常在秋季达到高峰。
更缓慢的节律的周期，例如“种群周期”，生物学家们也正在研究。这些周期是按照野生生物类型的变化而确定的，可能几年才出现一次。
支持生物周期存在的科学证据应该说是非常充分的。尽管在生物周期方面还有很多研究工作要做，但我们相信，在人体中确有这些周期存在，而且它们确实影响着人的行为。
最近，人们对本世纪初由一些欧洲的医生和心理学家介绍过来的一种人类生物周期理论又重新产生了兴趣。这种被人们通俗地称作“生物节律”的理论提出，人一生下来，就有三种有规律的基本周期性节律发生。如图12所示，这些周期是一个23天的生理周期，一个28天的情绪周期和一个33天的智力周期。
生物节律理论声称，这些周期是生命的基础，其规律性极强，它们不以主观意志为转移，也不受昼夜变化的影响。它们在积极状态和消极状态之间波动，前半个周期处于积极状态，后半个周期处于消极状态。积极状态表示人具有一种强健有力、精力充沛的良好状况的趋势；消极状态则表示生理、情绪和智力状况低沉、力不从心的趋势。为了方便起见，这些周期可以被看作是从中性状态开始，逐渐向积极高峰上升，在周期的中点又回落到中性状态。就在这一点上，积极状态开始转变为消极状态；（根据这个理论）在相对于这一点的那天中，人显得很不稳定。以后，周期又继续通过消极阶段，在消极阶段末尾又开始由消极状态转变为积极状态。
处于转变的这些日子被命名为“临界日”。有人认为，在临界日发生的事故要多于其他任何时候。据报导说，有人发现两种〔或三种）周期同时处在转变期时所引起的不稳定性比只有一种周期处在转变期时要严重得多，当生理周期同情绪周期同处在转变期时，引起不稳定的潜在趋势最为严重。生物节律理论近来已受到了对于用它来减少事故感兴趣的各工业公司和研究人员的注意。他们的想法是，在临界阶段中产生的不稳定往往容易造成事故。因而，只要我们把一家汽车运输公司司机的各种周期制成图表，找出同时有两种或三种周期处于临界阶段的日子，就可以制定一项或者暂停其工作、或者对其进行告诫的计划。据报导，日本大宫铁路公司采用了生物节律理论对司机进行管理，效果已经得到了证实。据说，“根据五年的统计，在事故最多的212名司机中，在临界日出事的占31%，在临界日前后出事的占30%。这两种情况的比例共占61%，而采用了生物节律理论后，他们则实现了行车二百多万公里无事故。”
生理节律理论代表了人们企图预测人类行为模式的一种尝试；不过，其方式有些简单化。很多人之所以对这种理论感兴趣，在一定程度上很可能是因为广告大肆渲染的缘故，因为该理论真正的预测效果尚未得到证实。生物节律理论提供了一种预测能够直接影响人类活动、心境状况和潜在差错的生物周期的简单方法。这种预测的前提是周期长度和幅度不变而且反复发生：这样才便于进行预测。商业部门现在愿意向个人提供一张生物节律图以“帮助计划”这个人未来的活动。在许多机场餐馆和旅店都安有“生物节律计算机”，只要花五角钱，这种计算机就会告诉你你的生物节律“将如何影响你今天的生活”。有的计算机还会给你一张打印的输出卡片，上面用图表说明一个人这天的运气、恋爱、创造力、健康状况、性生活、开车情况、忍耐性、收支情况、友情和休息计划究竟如何。表上的高峰表示“你当天机会最佳，赶快抓住利用”。许多设备：包括一些享有盛誉的公司生产的袖珍电子计算器，可以简化这种繁琐的计算工作，马上显示出临界日来。全国的报刊杂志都发表了介绍生物节律理论和如何让它为你效劳的文章。阐述生物节律“科学”以及如何将它应用于工业安全的教科书也正在出版之中。
围绕生物节律而广泛出现的商业活动促使人们对生物节律理论基础是否成立展开了调查。人们就时兴的生物节律理论提出的最严肃的问题是，该理论是依据一种严格的决定性进行预测的，而人类的特点却在于他们的行为和反应充满着变化。人们不能简单地指望在生理、情绪和智力状态方面有一种严格的、准确无误、能够不断重复的模式。而且人们当然也不能指望，所有的人在这些方面的模式会完全一样。最后我们也不能指望，任何生物周期会象生物节律理论所宣称的那样能按人们的出生日期进行预测。
在生物节律理论尚未得到科学论证的情况下就匆匆投入应用。这是极不可取的。对许多缺乏鉴别真伪能力和知识的人来说，这样做可能会对他们的生活产生不好的影响。因此，弄清全部真相的担子便落到了科学工作者的肩上。
笔者曾经做了一些检验生物节律理论的研究。在这些研究中，我们考查了人们生活中实际发生的事件，以判定这些事件究竟是偶然发生的，还是受生物节律影响而发生的。我们的做法是把“临界日”发生事件（比如事故）的实际数字，同假设没有生物节律理论影响的情况下预期可能偶然发生的事件数字加以比较。如果经过正式统计测定发现这两者之间有重大区别，那将会构成支持生物节律理论的科学证据。
为了获得预期事件的数字以便对生物节律理论进行统计测试，必须要算出某些几率。我们特别需要知道用来找出一个人一生中任意一天各种周期位置的理论几率。表1列举了一些几率。这些几率是根据生物节律理论和在支持该理论的统计中常常作为依据的若干假设而推算出来的。这些几率的求得取决于一个人出生的确切时刻。“出生时间”一栏下的前两项提供了我们已知的一个上午或下午出生的人的周期位置的几率。如果某个人出生时间是已知的，就可以使用第一项或第二项中合适的几率。如果出生时间是未知的，则要使用最后一项“无条件”几率。例如，假设我们任意挑选了四十六个人，他们的出生时间都是未知数，我们可以推断其中大约有四个人的生理周期处在临界位置。而如果现在有四十六个人涉及了交通事故，其中十二个人的生理周期处于临界位置，人们则可以争辩说生物节律起了作用。因为实际处于临界位置的十二个人远远多于仅根据机会推算出来的四个人。
为了弄清生物节律理论在实际生活中的影响并检验该理论的正确性，我们做了一项详细的研究。我们特别感兴趣的是生物节律同事件的发生以及人类活动的关系。
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│周期│位置 │出生时间 │
│ │ ├───┬───┬───┤
│ │ │上午 │下午 │未知 │
├──┼───┼───┼───┼───┤
│生理│临界 │2/23 │2/23 │4/46 │
│ │积极 │10/23 │11/23 │21/48 │
│ │消极 │11/23 │10/23 │2l/46 │
├──┼───┼───┼───┼───┤
│情绪│临界 │2/28 │2/28 │2/28 │
│ │积极 │13/28 │13/28 │13/28 │
│ │消极 │13/23 │13/28 │13/28 │
├──┼───┼───┼───┼───┤
│智力│临界 │2/33 │2/33 │4/66 │
│ │积极 │15/33 │16/33 │31/68 │
│ │消极 │16/33 │15/33 │31/66 │
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为了进行这一研究，我们收集了两种类型的数据，一类属于单个事件，一类是重复性周期。单个事件包括例如死亡、事故等等，重复性事件包括那些在不同时间重复发生的活动。象游泳运动会、滚木球游戏、拳击赛这样的体育运动，则包括在后一类中。
我们为此收集的关于单个事件的具体数据，包括了经联邦航空管理局判定由驾驶员造成的飞机失事的事故报告中的材料。我们整理了从一个地区办事处取得的有关63起这类事故的材料。我们从卫生部门的档案记录中取得了另一套有关105起死亡的资料。第三套数据资料包括了161起由驾驶员失误造成的交通事故。对每起这样的事件，我们都把当事人的出生日期同事件的发生日期记了下来。
关于重复性事件，我们从一所大学的游泳队23名队员的成绩记录中得到了具体数据，这些数据包括每个队员的出生日期和他们每次比赛的日期。第二套关于重复性事件的数据取自该校师生滚木球队25名队员的成绩记录。我们记录了每个队员每次玩这种游戏那天的得分数和他们的出生日期。
然后，我们首先用计算机算出了每个人在事件发生那天所有三种生物节律周期的确切位置。我们把事件发生的日期和有关人的出生日期输入计算机，从而得到了事件发生那天这个人三种周期的各自位置，这些位置与周期的三种状态相对应，或者是一个正数，或者是零，或者是一个负数。
我们首先分析了单个事件，以便确定事件发生时每种周期处在积极、消极和临界阶段上的各有多少人。接着，我们又分析了有关数据以确定有多少事件发生在不同的周期位置组合上。例如，三种周期（生理、情绪和智力）都处于积极状态的事件有多少：两种周期处于积极状态，而一种周期处于消极状态的事件有多少，等等。单项或多项处于临界日的事件的数字，我们也作了录取。我们特别对这样一些问题的答案感兴趣，例如：在临界日发生的事件占多大比例？同周期处于积极状态时发生的事件相比较，有多少事件是在周期处于消极状态时发生的？如前所述，为了判断生物节律理论基础是否成立，我们把观察到的在不同周期位置发生事件的数字同那些可能在一个人一生中任意发生的事件（即不受生物节律周期影响下发生的事件）的数字作了比较。
我们对重复发生的事件的数据也作了同样的分析。分析游泳队数据所用的尺度，是每个运动员参加表演的那次特定事件中正式记录下的时间。我们把最佳表演和最差表演连同每个人的周期位置都记了下来，然后对所有最佳表演和最差表演的各种周期的积极、中性和消极状态作了统计。这为每种表演提供了比较周期位置的一种有用手段。如果发生的是一个任意性事件，这种做法还便于同预期结果进行比较。
为了判定周期位置是否影响一个人相对于他平均得分的成绩，我们对滚木球游戏的数据进行了分析。我们把某一天的得分分为高于或低于各人平均数两类。那天的周期位置也被记了下来。然后，又把得分高于和低于平均数者各种周期所处的积极、中性和消极状态数作了统计。我们对所有的周期位置组合进行了分析。
单个事件数据分析的结果表明，在（事故或死亡）事件中周期处在积极状态和消极状态的各占一半，发生在临界日的只有很少一部分。事实上，根据假设的事件任意发生的几率计算机得出的预期结果同根据实际数据算得的结果差别不大，换句话说，这些事件与“生物节律周期”并没有关系。
从重复性事件（游泳和滚木球游戏）的分析结果，也看不出生物节律理论对这些活动有什么影响。
在所有二十三名游泳队员中，在生理周期处于消极状态时做出的最佳表演达13次，处于积极状态时只有8次，在临界日那天的只有2次。生理周期为积极状态时，最差表演为12次；消极状态时，最差表演仅有7次。这些结果，同如果把生物节律理论作为体育活动有效指标而预测的结果似乎正好相反，但实际数字和预期数字之间的统计测验却又看不出这两套数据有任何大的差别。从各种周期位置组合的分析中，也没有找到具有统计意义的证据来支持生物节律理论。
我们的调查结果促使我们密切关注从事该领域研究的其他人员的工作。我们发现了相当多的矛盾现象。支持生物节律理论的多是一些关于事故发生及其与临界日的关系的研究。韦弗报告说：在两年多时间里发生的因驾驶员过错而造成的军用飞机失事事件中，临界日发生率高出预期率一倍多的占四分之一。然而，他没有提供经过分析的事件数字。加拿大空军的一项研究表明，事故和临界日之间有着肯定的关系，据报导，他们采用了7000个案例。但所用的方法和技术不得而知。另外有几个单项研究（通常取用的案例较少）也报道了生物节律理论同事故的发生之间确有相互关系。从一份关于4000起由驾驶员造成的海军飞机事故的分析报告中，人们得到了相反的结果。即看不到生物节律对驾驶员的行为有任何影响。沃尔科特等人在分析了8000多起事故后，也把生物节律作为飞机失事的偶然因素加以排除。布朗利和桑德勒分析了506起导致汽车驾驶人员死亡的交通事故。他们对预期可能发生的情况同实际情况作了比较，发现这些事故的发生同生物节律论的临界与否没有关系。他们得到的结果同本文作者之一库鲁茨一篇未发表的关于609起车祸的研究结论相一致。布朗利和桑德勒还报导了桑海因的一项研究，这项研究认为事故和临界日是有关系的，而他们后来同桑海因的谈话又透露说，原来的计算可能有差错，可能要改变那篇报告中的结果。由Fairmout出版社出版的图曼的一本新书《生物节津和工业安全》对生物节律理论作了更为详尽的讨论，并详细摘引了刚才提到的一些文章。
关于生物节律对表演活动影响的研究工作不多。调查人员曾报导某个人一生中的一次事件，譬如说斯皮茨，说他是“在生理和情绪周期曲线同处于积极状态的时候”获得奥运会游泳奖牌的。他的智力周期虽然处于低潮，但被认为影响不大。然而，据说比利·金1974年击败里格斯时，她的智力和情绪曲线都处在积极状态，从而才获得了好的成绩，在谈及有关其他显赫人物的事件时，也得出了类似的结论。其中经常被提到的有帕尔梅、杰克·尼克劳斯、李·特列维诺、穆罕默德·阿里、斯坦·史密斯和哈里·杜鲁门。
在一项对生物节律和长期活动较系统的研究中，奈尔和辛克对三个执行信息处理任务的人员进行了70天以日为基础的试验。他们测量了这三个人的反应时间、运动时间和进行信息处理的速度，企图找出他们活动的周期性。他们发现了十二个大的“谐音”，其中有九个出现在至少一种生物节律周期的一天之中。他们在解释这些结果时认为，这表明生物节律可能对执行任务有影响。
上述许多研究，特别是涉及到人的具体活动的那些研究有一个很大的缺点，即他们在做出结论时所占有的材料太少。因而，人们怀疑他们只报导了那些生物节律理论与结果一致的事件。对于那些不能支持生物节律理论的例子，压下没有报导的有多少呢？路易斯最近在《今日心理学》杂志上发表的一篇文章中提到，一位生物节律理论的支持者曾经预言说，纽约扬基队的杰克逊“在1977年的世界足球联赛中将很难命中一球”，因为他的生理、情绪和智力周期都将处于消极状态。但是，杰克逊后来却作了一次联赛史上最为精彩的表演。路易斯还报告说，他分析了100次棒球队无命中的比赛和100次重量级锦标赛后，没有发现任何统计证据可以支持生物节律理论。
人们注意到的与此相关的另一点是，有几项关于商业化的生物节律理论与现实情况相符的研究，在报导其实验方法、处理、设计细节或出示足以证实其结论的强有力的证据方面，尚不够完整。
在生物节律的研究中，加利福尼亚州比奥克伦公司做了许多最全面的工作。该公司认为，正象目前的科学知识所证实的那样，人们确有生理、情绪和智力状态方面的变化。不过，据说每个人因其周期长短和生物节律对人的影响不同，这些变化也不相同。他们收集了二百个人短至70天，长达400多天的有关数据，结果出现了一个2～54天的周期长短差异。其中一人的生理周期为2天，情绪周期为21天，智力周期为45天。但多数被测者的周期都比较短。该公司报告说，在这些人的数据中，周期长短和生物节律理论所称的固定为23天、28天和33天相吻合的情况极为罕见。不仅如此，这些数据还说明，不同的人受其周期的影响也不同，正如不同人的周期幅度变化所表明的那样，同一个人不同周期的幅度也不同。比奥克伦公司的数据完全否定了关于同一种周期对所有的人其长短和影响都绝然相同的说法。
应用生物节律预测来减少工业事故，可能在某些情况下产生过积极的效果。但这并不等于说，这样的效果能够证实一种有效的生物节律理论的存在。在某些研究中，心理因素（例如暗示的力量）对人们看到的结果可能起主要作用。只有对周期状态已知和未知的两组人进行有控制的比较研究才可能发现这种心理因素的影响。
牛科姆运用这样的实验技术进行了一项工业研究。他挑选了一些领班，让他们知道各自手下工人的有关数据。第一组人获得了关于工人们临界日的准确数据，在这些日子里，领班们必须提醒工人们注意。第二组人得到的情况不准确，所以领班提醒工人注意时都是在非临界日。第三组人没有得到任何情况，所以对工人们也就没有作任何警告。对第一组人来说事故发生率“没有变化”，第二组就“略有上升”，而第三组就“急剧上升”了。这些结果被人们解释为是支持生物节律理论的。同样的结果也可以作另一种解释，即第一组和第二组工人定期受到他们的领班的警告，而第三组则不同，他们没有得到任何关照。也许正是这种定期的安全提示和关照才使前两个组的事故发生率低于第三组。可惜的是，由于得不到这项研究的全部资料，所以不可能进行一次全面的分析来证明或否定后一种解释能否站得住脚，甚至无法对牛科姆的说法作可靠的估价。
1976年，赫什回顾了工业界使用生物节律理论的情况并报告说，有些公司利用这种理论是为了提高安全意识而不是为了预报事故。他还指出，关于美国工业界利用生物节律理论情况的风传肯定是夸大了事实。
由此我们看到，目前对于应用生物节律理论制定预防事故的计划和进行活动预测的兴趣越来越大。已经有人提议将它应用到医学、政府、商业、教育、工业、体育和军事方面。但要使生物节律理论能够得到实际的应用，首要的前提是这个理论必须是有效而可靠的。而那些对动物和人类生理和行为周期作过全面研究的态度严谨的研究人员，对生物节律理论的三种固定周期连提都没有提到过。
在我们自己的研究中，我们既分析了单个事件的数据，也分析了重复性活动的数据。分析的基本方法包括对收集数据中实际发生的事件数，与不考虑生物节律的影响时预期可能发生的事件数进行的统计对比。从事故和死亡的数据中，我们看不到任何明确的可以支持生物节律理论的趋势。游泳和滚木球的数据也表明，这些活动与生物节律理论的周期状态没有关系。在我们所看到的支持生物节律理论的研究中，没有一项提供了证明该理论能够成立的令人信服的证据。相反，这些研究在方法、取样技术、统计分析方面都有缺陷，或者提不出一个有说服力的因果关系。而另一方面，有几项取样较多的研究结果却反驳了生物节律理论的概念。
已经确立的科学知识表明，人确实表现有节律性的生物型式。但是，生物节律理论不承认人们之中的差别和个人自身反应的变化，这就使这个甚为流行的理论脱离了科学知识的范围。另外，仅仅根据一个人的出生日期来预测这个人的生物节律的想法，也是同长期以来关于人们受生理、情绪和智力变化约束的研究相违背的。生物节律理论还否定了科学家们已经发现的一个人本身具有的周期型的变化。
广泛宣扬的生物节律理论可以作为一个有趣的话题和社交谈话的中心，它也可以被工商业界用来提高安全意识或促使雇员们更好地工作。但是，把一种未经证明的理论贸然投入应用而不计其成本如何，也不考虑其对人们生命的影响，无论如何也是不应该的。同时，旨在揭开生物周期真正之迷的严肃的研究工作，也要继续开展下去。
作者简介
塔雷克·哈利尔是迈阿密大学工业工程学、生物医学工程、流行病学和公共卫生学教授。他于1984年在开罗大学获医学工程学士学位，并在该枚讲授了两年的生产工程和工业安全课。其后他在得克萨斯技术大学学习，1989年获博士学位。1974年赴迈阿密大学任教。他的研究领域包括生物技术，生物力学、生产和卫生保健系统，目前他在负责该校的职业安全及环境健康计划。他曾广泛地同工业、服务业和教育团体进行合作，获得过克拉夫特奖和美国工业工程学会人类工程学奖。
查尔斯·库鲁茨是迈阿密大学管理科学和工业工程学副教授。他于1940年生于纽约州布法罗城，1969年在纽约州立大学学习时获博士学位。他先后在通用汽车公司、美国陆军和布法罗纽约州立大学工作，1988年在迈阿密大学任教。库鲁茨的教学内容包括数学模型和应用统计学，但他也在交通安全和防止事故方面从事研究和发表文章。库鲁茨对调查生物节律理论及其是否对人类活动和事故发生有关系很感兴趣，在这些问题上下了不少功夫。
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