由小金属弹簧和振动宝石制成的更好的时钟如何帮助我们计时，也就如何让我们失去了一些珍贵的东西。
出售时间的女士
门外准时响起了有辨识度的敲门声。那是1908年秋天的一个星期一，和每个星期一一样，一位名叫露丝·贝尔维尔的女士站在伦敦一家钟表店的门口。她穿着一条带宽腰带的深色裙子，衬托出厚实面料之下的苗条身材。及踝的裙摆投下一大片阴影，完全遮住了她的鞋子。她的头发被整齐地拢在帽子下面，手臂上挎着一个朴素但超大的手提包。知道时间的她在门口迫切地等待着。当那扇门终于打开时，店主问候这位每周都会来的客人：“早上好，贝尔维尔女士。‘阿诺德’今天怎么样？”她答道：“早上好！‘阿诺德’快了4秒。”她伸手从手提包中拿出一只怀表，把它递给钟表匠。对方用怀表核对了一下店里的主时钟，然后把它还给了露丝。至此，他们的交易就完成了。露丝·贝尔维尔从事着一项不同寻常的生意：利用那块名叫“阿诺德”的怀表出售时间。
20世纪早期，全世界的人都很难知道准确的时间。最初的日晷、水钟和后来出现的沙漏，分别利用影子运动、液面降低和沙子填充空间的过程展现了时间的推移。但要了解一天中确切的小时和分钟数，则需要进行天文观测和计算。这些信息都留存在天文台，比如英国格林尼治皇家天文台。为了获得一天中的准确时间，人们必须去像格林尼治这样专业的天文机构。
很多行业都需要知道精确的时间。正如人们预期的那样，火车站、银行和报纸都需要知道时间，但这些并不是全部。酒馆、酒吧和酒肆也需要知道时间，因为在19世纪70年代，英国颁布了严格的法律，禁止在规定的时间之外出售酒类，违者有可能失去营业执照和生计。尽管伦敦所有这些毫不相干的行业都需要天文台提供的确切时间，但从业者很少有机会到几英里[1]之外的地方去看时间。
露丝·贝尔维尔负责为她的客户提供时间。每个星期，她都会从自己位于伦敦以西30英里的梅登黑德的小别墅出发，花3个小时的时间去一趟格林尼治皇家天文台。她会在9点钟到达那里，按铃后受到门卫的接待，并把怀表“阿诺德”交给走过来的一位值班员。当露丝一边喝茶等待一边和门卫闲聊时，值班员会将她的怀表与天文台的主时钟进行校准，然后把“阿诺德”还给她，同时出具一份写有怀表与天文台主时钟的时间差的证明。露丝带着可靠的怀表和官方文件从山上下来，走到泰晤士河边，乘渡船去她在伦敦的客户那里。
露丝·贝尔维尔向客户出售时间的那个时期，正是整个社会按照时钟生活的习惯全面形成的时期。时钟出现之前的生活则完全不同，我们可以把这种演变比作从孩童成长为大人的过程。婴儿出生后，他们有自己的时钟，也就是吃饭时间、睡眠时间和游戏时间。但随着他们的成长，他们的生活会脱离这些生物信号，因为他们要遵守学校开始上课、课间休息和放学的时间表。社会经历了一种类似的变化，从自然信号切换到时钟信号。最初，划定日出、正午和日落三个时间节点的太阳是主要的计时方式。在时钟出现之前，社会上并不存在特定时间范围内的约定。尽管时钟使得我们可以随时见面和互动，但也带来了阿道司·赫胥黎所说的“快的弊端”。在有时钟之前，我们会为某个人的到来等待很长时间。而如今在美国，一旦过了约定的时间，我们就不会额外等待超过20分钟。精确计时改变了社会，并触及生活的方方面面。在计时带来的这些变化中，有一项让我们夜不能寐——按照时钟生活的习惯已经改变了我们的睡眠方式。
不连贯的睡眠
我们祖先的睡眠方式与我们的有很大不同，他们并不是睡得时间更长或者更好，而是选择了一种我们现在不见得能接受的方式。工业革命之前，我们的祖先会在晚上的两个分开的时间段内睡觉。回顾过去，我们会发现他们在晚上大约九十点钟就睡觉了，这一觉会睡3.5个小时。他们会突然在午夜之后醒来，熬大概一个小时的夜。当他们感到疲倦时，会再次回到床上睡3.5个小时。这两个睡眠时段被称为“第一阶段睡眠”和“第二阶段睡眠”，这就是传统的睡眠方式。
和我们今天对睡眠的看法不同，我们的祖先既不会为在半夜醒来而焦虑，也不会担心自己有健康问题。事实上，他们对半夜醒来这件事有着截然相反的态度，那就是乐在其中。他们会利用睡眠的“中场休息时间”来写作、阅读、缝纫、祈祷、撒尿、吃东西、打扫，或者和隔壁邻居聊聊天（对方也有可能半夜醒来）。这些人如果又犯困了，“中场休息时间”就结束了，他们会回到床上开始第二阶段的睡眠。
尽管分段睡眠方式在现代人看来有些奇怪，但它实际上非常古老，至少有超过2000年的历史。由于记得分段睡眠方式的人极少，所以有关它的最佳证据都存在于早期的书籍中。荷马的《奥德赛》和维吉尔的《埃涅伊德》等古文献中提到了“第一阶段睡眠”。很多经典著作，比如《堂吉诃德》、《最后的莫西干人》、《简·爱》、《战争与和平》和查尔斯·狄更斯的《匹克威克外传》，也提到了“第一阶段睡眠”。此外，在19世纪的超过1000份报纸上，第一阶段睡眠和第二阶段睡眠的相关报道出现了数百次。
在西方文化中，分段睡眠是日常生活的一部分。然而在20世纪早期，它消失了。工业革命通过一套“组合拳”改变了我们的睡眠规律：第一击很直接，是有形的，即人造光源的发明；第二击则很微妙，是文化层面的，即时钟带来的对准时性的要求。当人造光源出现时，它们驱走了黑暗，让一天变得更长。此外，我们越来越沉迷于时间，总想着要准时，而不要浪费时间。长此以往，这种强制性对人类的睡眠方式产生影响就只是时间问题了。
清教徒在17世纪到达北美洲时，带来了很多东西，其中之一便是他们的时间感和合理利用时间的理念。后来，这些宗教价值观在资本主义的作用下，变成了本杰明·富兰克林的那句名言：“时间就是金钱。”抱持着这样的思想，我们在文化上越来越有时间观念，我们的行为与沟通也受其支配。工厂在人类文明中居于核心地位，时钟则赋予它节奏。当钟声响起时，工人们就知道何时开工和停工，以及何时应该加快生产速度。但这种节奏不只存在于工厂内部，家庭生活也开始以工厂为中心。家里的所有活动都要配合这种节奏，比如什么时候起床、什么时候吃饭、什么时候出门、什么时候回家，以及晚上什么时候上床睡觉。
对在现代社会出生和长大的人来说，19世纪的人们对于时间一发而不可收的痴迷或许很难想象，露丝·贝尔维尔的时间分销生意只属于她那个时代。体现人类对时间萌生出热情的一个例子是新词的诞生。比如，在体育方面，我们用“half-time”（中场休息，1867年起被用于足球比赛中）或者其他项目中的“time-out”（暂停，1896年启用）表示比赛暂停。畅销的科幻小说，比如H.G.威尔斯的《时间机器》（1895年）让我们对时间旅行兴奋不已。伴随着标准时间的确立（1883年），各个国家构建起一个由利用格林尼治标准时间（1847年确立）的同步时钟组成的全球网络，我们又有了时间线（1876年）、时区（1885年）和时间戳（1888年）的概念。人们开始意识到生命的有限性，并且会用“时间跨度”（1897年）或“时限”（1880年）来描述事物。我们还知道如果某个事物很老旧，就可以说它“过时了”（1831年）。当某个人被送进监狱，我们也可以说他去“doing time”（表示服刑，1865年）。不过通常，我们都生活在一个“timewise”（表示看重时间，1898年），按照时间表（1838年）运转，并且想要“make good time”（表示快速发展，1838年）的社会中。人类社会的时间意识越来越强，生活的各个方面，包括睡眠，都受到了时间的影响。当露丝·贝尔维尔开始从事出售时间这门不同寻常的生意时，她的那些睡眠习惯与现代人大不一样的客户越来越想知道时间。露丝的工作是把她走时准确的怀表出示给那些需要知道时间的人，所以她被称为“格林尼治时间女士”。尽管露丝在利用她的怀表“阿诺德”提供服务，但她并不是“阿诺德”的第一位主人。她的母亲在去世前做过同样的工作，她的父亲则从更早的时候就开始了这项特殊的业务。总的来说，露丝的家族从事提供时间这项工作的历史将近有104年。
贝尔维尔家族是无意中进入这个行当的。露丝的父亲约翰·亨利·贝尔维尔和蔼可亲，作为天文台的气象学家和天文学家，他默默地接受了越来越多的工作。为了进行观测，当地的天文学家都迫切地想要知道精确的时间，而苛刻的天文台管理层对于这些人无数次的来访越发不满。为了阻止不速之客来到天文台扰乱科研活动，他们计划把时间告诉那些有需要的人。于是，兢兢业业、举止文雅的约翰·贝尔维尔开始为他的近200位客户提供时间服务。
1856年7月13日，约翰·贝尔维尔去世，把怀表留给了他的第三任妻子玛丽亚·伊丽莎白。玛丽亚需要找到养活自己和她的2岁女儿露丝的办法，因为她的丈夫没有留下养老金。她开始向她的100位客户出售时间，直到离开人世。1892年，怀表“阿诺德”传到了当时38岁的露丝手上，由她继续维持家族的这项事业。
以其制造者的名字命名的“阿诺德”诞生于1786年，它的正式名称是“约翰·阿诺德485号”。它是一部精度很高的计时器，质量比普通怀表要好。据说，“阿诺德”原本是作为给皇室的礼物而设计的，确切地说是为了献给乔治三世的儿子——萨塞克斯公爵。然而，萨塞克斯公爵认为这块表太大了，他把它比作长柄暖床器，并拒绝了这份礼物。幸运的是，萨塞克斯公爵将它送给了皇家天文台，皇家天文台在提供时间分销服务时，又将“阿诺德”交到了约翰·贝尔维尔手上。“阿诺德”的外壳起初是金色的，不过露丝的父亲约翰·贝尔维尔给它换上了一个银色的外壳，这样就不太可能被小偷盯上了。然而，“阿诺德”的美不在于表面，而在于内部。它的白色珐琅表盘和金色指针后面有一系列同步运转的材料：黄铜齿轮、红宝石轴眼和钢质弹簧。这部制造于18世纪的计时器每秒发出5次咔嗒声，即便在今天它的性能也堪称一流。
怀表“阿诺德”是古老传统的一部分，因为从很久以前开始，判断时间就一直是人类的追求。日晷和水钟给人一种时间正在流逝的感觉，但想要准确地测量时间，我们需要一种可计数的标准模式。据说，伽利略观察到比萨一座大教堂里的灯会有规律地摆动。利用自己的脉搏作为测量工具，他发现那些灯在以一种稳定不变的节奏（固有频率）来回运动。这个简单的现象就是世人一直在等待的测量时间的方法，很快，摆钟和后来出现的像“阿诺德”这样的怀表就开始利用其内部弹簧产生时钟的嘀嗒声。然而，制造像“阿诺德”这样小的怀表并不容易，因为里面的弹簧必须质地均匀才能准确计时。制造钟表是一件非常容易遭受挫折的事情。18世纪，一位英国的钟表匠就对他制造的钟表很不满意，于是做出了一些改进。
本杰明·亨茨曼的钟表
本杰明·亨茨曼被他的钟表弄得很恼火。1704年出生于英国埃普沃思的亨茨曼，是一位公认的聪明过人、善于创造且技艺精湛的钟表匠。在村子里，不管是锁和时钟，还是工具和烤肉架，所有机械类的东西他都能修好。然而，他尽管技艺高超，却对自己制造的钟表很不满意。它们的计时效果十分糟糕，原因是金属弹簧的质量太差。
时钟内部有一个发出嘀嗒声的小配件。在一些时钟里，它是一个来回摆动的钟摆；而在小的怀表里，它是由一个螺旋形的金属弹簧和一个平衡轮构成的装置。弹簧被盘绕起来，这样它就会像胸腔一样扩张和收缩，发出时钟的嘀嗒声。弹簧伸缩过快的时钟走时会偏快，而弹簧伸缩过慢的时钟走时则会偏慢。精准的时钟需要柔韧性好、完美无瑕、伸缩性稳定的金属弹簧。
遗憾的是，亨茨曼可获得的金属质量都不太稳定，这是因为各种成分没有被均匀地混合。此外，这些金属还含有无用的颗粒。成分混合得不好会导致钟表走时不准，颗粒则会使弹簧断裂，两者都不利于精确计时的实现。
在试图为他的钟表制造出更优弹簧的过程中，亨茨曼把注意力转向了弹簧的原材料，也就是一种被称为渗碳钢的金属。渗碳钢是通过在铁里加碳制成的，炼钢工人先将铁条放入熔炉加热至发红，然后用小块木炭把它们包起来。5天后，铁条中会含有很多从木炭中获得的碳。而且，就像一块腌制不充分的牛排一样，大部分碳都在铁条表面附近。为了进一步混合这些成分，炼钢工人必须把这块金属加热到变软，先用锤子把它砸扁，再将它折叠起来，完成混合。尽管这种方法确实有利于碳的吸收，但它无法去除那些无用的颗粒。所以，亨茨曼只能想别的办法。
一天，在他位于唐卡斯特的钟表店，亨茨曼产生了一个简单但具有革命性的想法：将金属完全熔化。当金属熔化时，各种成分将会混合得更好，碳的分布也会很均匀。此外，那些无用的颗粒比熔体密度小，所以它们会像与水分离的油一样浮在表面，这样亨茨曼就可以把它们除去了。
在几乎不与外界沟通的情况下，暗中进行这项操作的亨茨曼经历了数百次的失败。尽管他的研究记录都在一场大火中被焚毁，但当时得到的制品都被埋在他的钟表店外。在这些不成功的实验中，他的目标一直是混入碳，并清除那些无用的颗粒。经过10年的努力，在1740年前后，亨茨曼终于得到了完美的钢铁。为了纪念自己的成就，他制造了一只钟表。
亨茨曼成功的秘诀在于，他制造了一个盛放熔融金属的容器。这个容器（或者说坩埚）看起来像一个高高的古代花瓶。它是由一种既能经受炽热金属的高温，又能承受重金属重量的陶瓷制成的。为了制作坩埚，亨茨曼先把从荷兰进口的陶器碾碎，然后加入石墨和英国的一种特殊的斯陶尔布里奇黏土。接下来，亨茨曼往混合物中加水，他手下一位可靠的工匠则赤脚在混合物上踩踏8~10个小时。赤脚踩踏的方法既能挤出气泡，又能发现黏土中的卵石，而气泡和卵石都会导致坩埚破裂和钢水漏出。
黏土经过揉踩和塑形后被制成容器，晾干后放进窑中烧制。有了陶瓷坩埚，就可以开始炼钢了。
在他位于谢菲尔德市（一个钢铁产业中心）附近的新工厂里，亨茨曼进一步完善了自己的炼钢方法。他的工匠将小块的渗碳钢放入坩埚，然后把坩埚放置在熔炉中。5个小时后工匠取出坩埚，将其中的钢水倒入模具，同时必须确保漂浮的那层无用的物质不会落入模具。这样一来，最后留在模具中的金属就是坩埚钢。它是一种质地均匀的金属，可以被加工成可稳定伸缩的优质钟表弹簧。本杰明·亨茨曼的创意造就了更好的钟表，它们可以被装进口袋里、挂在墙上，或者像露丝·贝尔维尔的“阿诺德”那样被带到伦敦的每个角落，为人们提供时间服务。
从皇家天文台获得精确的时间之后，露丝·贝尔维尔带着“阿诺德”前往伦敦码头，然后在整个城市中穿梭，与各个社会阶层的人打交道。她从东边出发，先为充斥着罪恶和异味的码头提供时间服务。之后，她会去到西区上流人士云集的牛津街、摄政街和邦德街，造访时尚服装店和高级珠宝店（包括为皇室服务的珠宝店）。接下来，她会往北去到贝克街及其附近的工厂和商业大厦。之后，她会往南去为郊外的那些个人客户提供时间服务。随后，她要为两位百万富翁提供时间服务，他们认为坐在家中就能知道格林尼治标准时间是一种地位的象征。在走到伦敦市中心的时候，她还要告知银行时间。最后，漫长的一天结束了，她回到位于梅登黑德的家中。7天后，她要把这个过程再来一遍。
露丝把“阿诺德”装在她的手提包里，在布满煤尘和马粪的鹅卵石路上走啊走。手头宽裕的时候，她会乘坐公共交通工具，包括电车、地铁和火车。城市生活又苦又脏，还非常不稳定。空气中充斥着烟雾。她在为客户提供时间服务时，总会听到小贩刺耳的叫卖声、马走过的咔嗒声和偶尔经过的汽车发出的隆隆声。为了维持生计，露丝在城市中一走就是好几英里。在她出售时间的那个时代，妇女还没有投票权。在人们眼中，穿行在由男性主宰的世界中的露丝总是精力充沛、坚强果敢，而且平易近人。露丝和“阿诺德”共同构成了伦敦人生活中值得信赖的固定伙伴。
在贝尔维尔的职业生涯即将结束之时，美国出现了另一台逐渐引起人们关注的时钟。露丝总是独自行动，为了获得精确的时间，她需要爬上市郊陡峭的山坡。在她的职业生涯快要结束时，成群的纽约人涌向了市中心，他们同样是为了获得精确的时间。
1939年，在曼哈顿区富尔顿街的拐角处，百老汇大道195号，一件装饰艺术品被摆放在AT&T公司（美国电话电报公司）总部的橱窗中。这是一台钟表，但又不是普通的钟表，它被誉为世界上最精确的公共时钟。每天，尤其是在从正午到下午2点这段时间，数百位行人都会像朝圣一样走到橱窗前，停下脚步。他们把手指放在各自的表柄上，等待着钟表的秒针走到最高点，这样他们就能精确地校准钟表上的时间了。这些想要获得准确时间的人并不知道，正是一位鲜为人知的科学家的发明取代了本杰明·亨茨曼的弹簧，才使这台钟表的出现成为可能。从近3英尺[2]宽的钟面背后传来的嘀嗒声是由性能特殊的石英发出的，而驯服这种宝石的人是沃伦·马里森。
振荡的宝石
沃伦·马里森是一个聪明文静的加拿大男孩，在20世纪10年代，他似乎与周围的环境和那个时代都格格不入，不过他会用一生的时间来修正这一点。1896年，他出生在加拿大安大略省因弗拉里。他人生的第一项重大成就是逃离他父亲的养蜂场，因为小马里森拥有比成为养蜂人更远大的抱负。在这个落后的小镇上，沃伦梦想着能通上电，并且为了去美国实现自己对未来的愿景而在学校努力学习。他会如愿以偿的。
1921年，沃伦和新婚的妻子搬到纽约市，开始了他在美国西电公司工程部（后来改名为贝尔实验室）的职业生涯。在马里森入职几年后，美国电话电报公司从西电公司手中买下了贝尔实验室。实验室大楼位于西大街463号，也就是贝休恩街的拐角处，这座屹立至今的建筑物共有13层。在马里森入职10年后，如今作为高线[3]留存物的高架铁路从第3层贯穿了整座建筑，使大楼处于周期性震颤中。尽管贝尔实验室大楼不算一座美观的混凝土摩天大楼，但幸运的是，在其内部想象力得到了蓬勃发展。
在实验室大楼内部，像马里森这样西装革履的科学家“工蜂”一直在热火朝天地工作。硬枫木地板、光秃秃的墙和无数的窗户提供了充足的光照，节省了使用电灯产生的费用。沃伦·马里森在7楼办公，他实验室的工作台上堆满了露出电线和电子元器件的专用工具及科学仪器。尽管实验室要求科学家每周工作5.5天，但研究工作从来都没有明确的起止时间。
20世纪20年代末，由于家庭成员的增加，马里森一家搬到了新泽西州的枫林镇。马里森会把蜂蜜加到茶里，然后给两个女儿讲他年轻时在农场看到的嗡嗡叫的蜜蜂。马里森很爱笑，尽管他的身高只有5英尺10英寸[4]，但他的嗓音非常洪亮。当他在图书馆里给最小的女儿讲解科学知识时，常会因为意识不到自己的声音有多大而让女儿觉得尴尬。他对于科学的兴趣就像他的嗓音一样难以控制。
在贝尔实验室，马里森的研究项目总是涉及很多不同的发明创造。他研究过如何为电影加入声音；他找到了通过电波传送活动影像的方法，从而发明了电视。不管是白天还是黑夜，他都不断地在自己的实验记录本上写下关于让电信号与机械零件“对话”的想法，其中还包括复杂的电路图。很快，马里森就迷上了用石英制造时钟。
贝尔实验室拥有最早的无线电台之一——WEAF，马里森的制造石英晶体钟的想法实际上就来自无线电。电台都有特定的播出频率，收音机调谐面板上的数字表示的正是频率。然而，对电台而言，他们很难知道自己是不是在以正确的频率播出，这在避免和临近电台发生干扰的过程中是一个必不可少的环节。马里森1924年的研究项目就是制造一台能产生精确稳定的信号用作标准频率的机器。他找来一大块石英，从上面锯下一小片，然后把它安装在电子器件内。石英是一种外表平凡却暗藏玄机的矿物质，它在接入电路时会发生振荡，并给出某种特定速率的节奏，这就是电台的标准频率。对那些迷失在无线电波海洋中的信号来说，马里森的频率发生器就像它们的北极星一样。
在成功解决无线电标准频率的问题之后，马里森产生了另一个想法。他不再利用振荡的晶体发出精确的无线电信号，而是使晶体在一秒钟内产生已知次数的振荡，然后通过计算振荡次数来标记时间。这样一来，振荡次数就变成了时间的标尺。带着这样的想法，马里森设法让天然的石英跳动起来。通过将晶体塑造成环状，他能让石英像鼓面一样上下振动。他的石英每秒振动10万次，为了计时，这些振动会被逐一计数。石英之所以能做到这一点，是因为它鲜为人知的奥秘，那就是它通电后会振荡的特性源于一种奇特的现象——压电。
1880年，皮埃尔·居里和雅克·居里在巴黎发现了压电现象。他们俩在20岁出头的时候，就渴望在人才济济的矿物学领域中一举成名。那时候，许多科学家都从土地中挖掘宝石，然后研究它们的颜色、透明度和刻面，并据此对它们进行分类。而居里兄弟想要更进一步，看看这些宝石在不同的条件下会有怎样的表现。皮埃尔一直对几何形状——尤其是矿物中几何形状的对称性——很感兴趣。石英不具备其他宝石的那种简单对称性，也就是钻石或食盐晶体的对称性。石英一侧的刻面与另一侧对应位置的刻面并不完全相同。这意味着它内部的原子不呈镜像排列，而且通常因为镜像排列而被抵消的物理性质此时也会显现出来。有了这样的认识，居里兄弟做了一件大多数矿物学家都不会做的事情：他们用力挤压一块石英，想看看会发生什么。在将台钳的把手转了几圈之后，钳口夹得很紧，这时皮埃尔和雅克发现了一件奇怪的事情：受挤压的晶体竟然产生了微弱的电流。居里兄弟由此发现了石英具有压电性。
几十年后，马里森也选择了奇特的石英，他将其制成环状的小片，然后通上交流电。这使得石英像果冻那样稳定地振荡，只要记下它起伏的次数，就可以计时了。然而，正如果冻会按照自己的节奏跳动一样，让石英实现稳定精确的振荡并不是一件容易的事。
1927年，马里森不得不了解石英的全部特性。他的努力为下一阶段的研究——产生能诱导石英稳定振荡的电信号——做好了准备。尽管马里森每时每刻都被各种振动环绕，比如高架铁路的隆隆声、年轻时那些嗡嗡叫的蜜蜂和他自己洪亮的嗓音，但他利用石英的振动做了另外一件事，那就是计时。1927年年底，马里森终于制成了石英钟，这台时钟采用了一个厚1英寸、直径几英寸的石英环。它非常成功，纽约人只要拨打“ME7–1212”这个电话就可以知道精确的时间。10多年后，想知道时间的行人会去曼哈顿区富尔顿街拐角处的橱窗前，他们紧挨着彼此站着，却很少交流。
当纽约人纷纷涌向马里森制造的时钟时，分段睡眠的概念成了遥远的记忆，从由自然和生物信号获得的时间到时钟时间的转换已经完成。在生活由时钟支配之前，分段睡眠是全世界的人们都在践行的生活方式。尽管各种文明的睡眠方式不尽相同，但都选择了分段睡眠。分段睡眠似乎无处不在，于是问题来了：“这是自然的睡眠方式吗？”《众人昏睡》（The Slumbering Masses）这本书的作者、人类学家马修·沃尔夫–迈耶认为，人类“似乎是唯一在整合睡眠的物种”。研究人员发现，尽管工业化文明中的人在按照时钟生活，但也可以恢复分段睡眠的习惯。在一项研究中，美国国立卫生研究院（NIH）的精神病专家托马斯·韦尔让7名男性每天有14个小时处在黑暗之中，如此持续一个月。到实验结束的时候，实验对象每睡4个小时就会醒来，并且处于很放松的状态。多位研究人员和历史学家一致认为，现代人的一些睡眠障碍，尤其是半夜醒来和之后难再入睡，都是回归以前的分段睡眠习惯的表现。《一日将近》（At Day’s Close）的作者、弗吉尼亚理工学院历史教授A.罗杰·埃克奇说，这或许是“那种古老的睡眠模式残存的强大影响”。显然，自然时间与时钟时间之间的斗争依然存在于人类的睡眠当中，我们体内的睡眠时钟和我们遵守的机械时钟并不一致。
我们应该比我们的祖先睡得更好。然而，有5000万~7000万美国人患有睡眠障碍或受到睡眠剥夺的困扰。在有睡眠问题的美国人中，有将近1/8的人在服用处方*眠药安**；而在被诊断为有睡眠障碍的人群中，这个比例是1/6。尽管美国国家睡眠基金会恳求大家至少保证7个小时的连续睡眠，但大多数美国人只能睡6个小时左右。睡眠不好的原因并不是床。历史学家A.罗杰·埃克奇指出：“我们的睡眠条件是有史以来最好的。”睡眠不好似乎是我们无法摆脱时钟而付出的代价。
睡眠是一种生理需要，早在1983年科学家就阐明了这个事实。研究员艾伦·雷奇沙芬及其同事在实验室实验中，利用大鼠证明了睡眠剥夺的影响。在这项研究中，不能睡觉的大鼠出现了一系列健康问题，包括虚弱、平衡能力差、体重减轻和器官异常等。在14~21天内，很多大鼠都死了。对人类来说，睡眠不足与大脑功能丧失、肥胖和心理问题都有关系。
睡眠也具有一定的文化属性。在某些国家，打盹、午睡、午休和在公共区域小睡都是社会结构的一部分。相比之下，美国人尽管疲惫，但不愿意花时间小睡，这归因于他们的清教传统。尽管爱迪生、丘吉尔和爱因斯坦都有打盹的习惯，但昏昏欲睡的职场人士还是选择了咖啡因。很明显，睡觉是一种有意识的选择，它需要我们对人与时间的关系有更好的理解。
长期以来，我们的目标都是制造更好的时钟，但与此同时，我们失去了睡眠。人类睡眠困境的核心是文化当中的时间观：时钟是一条准绳。正因为整个社会世世代代都在努力制造越来越好的时钟，我们才能协调大家在一天当中的互动。然而，在追求更好的时钟的过程中，我们却忘记了审视时间本身。审视时间的研究工作大约开始于露丝·贝尔维尔提供时间服务的那个时期，在欧洲的另一个地方，她出售的产品——时间，正被放置在显微镜下。
爱因斯坦和爵士音乐家
办公室工作和日常事务往往对时间的统一性有很高的需求。此外，知道精确的时间对于当时规模最大的行业——铁路来说变得非常重要。有了同步时钟，机车就可以准点运行，这意味着事故将会越来越少，而安全抵达目的地的乘客将会越来越多。
1905年，瑞士伯尔尼专利局收到了很多与同步时钟的方法（尤其是针对铁路）有关的申请。为了实现时钟的同步，热切的发明家都在努力解决将两个相距甚远的计时器调至相同时间的问题。他们的答案将决定旅客的生死，也将决定发明者是寂寂无闻还是家财万贯。为了确保收到的设计方案都有可能成功，一位默默无闻的26岁专利审查员扮演了“门卫”的角色，负责审查这些发明是否独一无二，方案是否最为巧妙，以及在实践中是否可行。这位专利审查员付出的这些努力原本很可能被淹没在历史的长河中，但他的名字叫作阿尔伯特·爱因斯坦。
爱因斯坦是一个聪明老成的年轻人，从不盲从权威或墨守成规。他更喜欢独自研究，所以成绩并不是很好。在获得数学教育的文凭之后，尽管年轻的阿尔伯特很想找一份大学老师的工作，但专利局的职位已经是他能获得的最好机会了。对那些身处学术象牙塔中的人来说，专利局里都是学术思想怪异的人。爱因斯坦在他的同龄人当中非常不起眼。
然而，爱因斯坦在专利局从事的这份不重要的工作对历史而言是一份礼物，因为它给了他思考的空间，为他营造了发挥批判性思维的场所，也激发了爱因斯坦的天赋。白天，他致力于解决现实问题；而到了晚上，他在家研究自己的理论。这两项迥然不同的活动相互促进，磨炼了他简单地看待事物的本领。
铁路一直是推动世界计时技术发展的首要因素，1905年爱因斯坦研究这个问题的时候，铁路已经完成了将世界从自然时间转换到时钟时间的最后一步。在美国，这个特别的时刻出现在1883年11月18日，当天有两个正午：在纽约市华尔街附近的圣保罗教堂，钟先响了12声，大约4分钟之后，那里的钟又响了12声。自此，美国有了标准时间和时区，而且这个国家的时间与英国的格林尼治标准时间联系在了一起。钟声标志着地方时的消亡，以及面向所有互动的通用时间网格的诞生。
在有标准时间之前，美国的不同地区都是有各自的专属时区的独立区域，很多城市都有根据正午太阳的位置确定的地方时。游客会发现，密歇根州有27个时区，印第安纳州有23个，威斯康星州有39个，伊利诺伊州有27个。有些火车站的墙上挂着好几个时钟。为了加强统一和减少混乱，美国铁路部门采用了基于英国格林尼治时间的标准时间。8000个火车站，连同近600条独立的铁路线路及其53份时刻表，都被纳入了一个四时区的系统中。然而，和瑞士伯尔尼的情况一样，这个铁路系统也遇到了让爱因斯坦在专利局里忙得不可开交的问题，那就是确定火车上的时间，并使其与站台的时钟保持同步。
专利局收到了发明家提出的众多解决方案，其中不少都建议用电信号或无线电信号来发送时间信息。对于值得被授予专利的想法，爱因斯坦认为它们需要满足一个特定的标准：能实现信号在时钟间的交换，方程式中必须包含信号从一个时钟到另一个时钟所需的时间。同步两个静止时钟的原始方法是发射信号弹，但为了使这个方案切实有效，信号弹到达一定高度所需的时间必须被包含在内。同样地，虽然利用电信号来发送时间信息的方法更先进，但也要计算电子运动的时间。这样才称得上是同步时钟的完美方案，从而获得专利。
不过，问题出现了。在爱因斯坦看来，如果其中一个时钟在运动，而且时间信号是通过光来传递的，时钟同步的问题就会变得更加复杂。爱因斯坦对这些方案的审查不仅展现出时间同步研究中存在的巨大漏洞，也表明我们对时间本身的看法有很大的问题。而他的发现将彻底颠覆我们对物理世界的理解。
在专利局，对于如何使站台的时钟与火车上的时钟同步，爱因斯坦将其提炼成一个简单的问题：火车上两次嘀嗒声之间的时间间隔和站台上的人经历的时间变化是一样的吗？1913年，爱因斯坦简单描述了他构思的一个利用光来发送时间信息的时钟系统。他发现，如果光信号从一列运行中的火车车厢发出，并且经火车天花板上的镜子向下反射，那么这列火车上的人与站台上的人看到的信号是不同的。他们的观察结果就好比正在运球的篮球运动员看到的篮球和看台上的球迷看到的篮球。当一位篮球运动员在场上运球时，他会看到球在垂直地上下弹跳；火车上的人也一样，他会看到光信号在垂直地上下运动。然而，坐在看台上的球迷会看到篮球在沿斜线上下运动；站台上的人会看到火车上的光信号在沿类似的路径运动，即以一定的角度上升，然后以另一角度下降。
倾斜路径比垂直路径更长，这是让爱因斯坦感到困惑的地方。光速永远不变，但一条路径比另一条路径长。因此，为了使火车上和站台上的时间单位一致，必须做出一些改变。为了解释这种差异，爱因斯坦认为运动的时钟比静止的时钟走得慢，时间并不是固定的，它会延缓。
但是，一代又一代像艾萨克·牛顿爵士这样的科学家坚信，时间是永恒不变的。牛顿属于绝对论学派，爱因斯坦则属于相对论学派。根据爱因斯坦的狭义相对论，我们宝贵的时间单位在不同的场合中是不一样的，1秒钟的长度取决于观察者的运动速度。
不管在文化还是生活中，人类都更喜欢确定性。然而，爱因斯坦揭示了不同人的1秒之间是有差异的。对一个正在运动的人和一个站立不动的人来说，两次嘀嗒声之间的时间间隔并不完全相同。时间是有弹性的，这个对社会来说如此宝贵的东西并不是我们想象的那样。我们世世代代都在努力制造更好的时钟——从太阳下的影子、摆钟到利用螺旋弹簧、振荡的宝石再到在原子钟里振动的原子，最终却发现我们想要测量的对象竟然像一根橡皮筋。
爱因斯坦用物理学改变了我们对时间的理解。短短几年之后，也就是20世纪20年代，路易斯·阿姆斯特朗又用音乐改变了我们的时间体验。在很多人眼中，阿姆斯特朗是一位笑容灿烂、手帕不离身的爵士小号演奏家，演唱过《你好，多莉》（Hello Dolly）和《多么美妙的世界》（What a Wonderful World）。然而，阿姆斯特朗不但是在种族隔离时期靠自己的天赋闯出一片天地的正能量人物，还是一位时间旅行者，他所借助的工具就是爵士乐。
阿姆斯特朗没有任何显赫的背景。他出生于新奥尔良市最贫穷落后的居住区，爷爷是一名奴隶。他的传记中提到，他“小小的世界被限制在学校、教堂、低级酒吧和监狱这4个地方”。不过，他在克服生活中种种障碍的同时，也克服了乐谱的限制。对阿姆斯特朗来说，八分音符没必要在每次出现时都占据相同的权重或者时长，他在演奏过程中会将乐谱上的音符拖长、缩短、提前或者推后几百毫秒。通过延长、挤压和变换音符，他赋予音乐以内涵、情感和一种向前的动力。
阿姆斯特朗的做法偏离了西方音乐的传统演奏方式。西方音乐非常讲求准确性，行进乐队要求演奏者做到分毫不差。约翰·菲利普·苏萨和艾萨克·牛顿爵士同样喜欢精确，阿姆斯特朗则像爱因斯坦一样，在不精确中发现了美。他不会严格按照乐谱所写去演奏八分音符，而是会做出一点儿改变，具体的处理方式取决于他的“即兴发挥”。
西方音乐与爵士乐对待时间的态度不同，这与它们的文化起源不同有关。在西方音乐中，音符是通向宏大结尾的一个连续进程。西方音乐关注的是未来，而爵士乐关注的是当下。爵士乐是一种融合了欧洲、加勒比海地区、非洲西班牙属地和非洲元素的美国黑人音乐。非洲传统包含一种不同的时间观念，主张尽情地享受和扩展当下。事实上，好几种非洲语言都只有表示“过去”和“现在”的词汇，而没有表示“未来”的词汇。正是这样的理念让阿姆斯特朗充分利用每一个音符，来延长当下的时间。
非洲人对待时间的态度被带到了美洲大陆，并植根于美国黑人的奋斗史。在小说《看不见的人》中，作者拉尔夫·埃利森精准地捕捉到黑人的这种感性，写出了黑人的奋斗历程与时代脉搏的不同步性。欣赏过阿姆斯特朗作品的人也能听出并感受到其音符中表达的类似情感。在阿姆斯特朗的Two Deuces（1928年）中，他跟随着主节奏，却频繁落后于节拍。被延迟和压缩的音符在阿姆斯特朗和他的乐队间创造出一定的空隙，为了赶上那些音符，阿姆斯特朗又会猛然加速。
阿姆斯特朗拉长的不仅是音符，还有听众对时间的感觉。尽管一张78转唱片上的每首歌曲都只有短短的3分钟，但它们包含了大量信息，以至于我们的大脑认为这些歌曲比煮方便面的用时长。阿姆斯特朗的听众在他或快或慢的演奏中，失去了对时钟时间的把控，感受到时间在变快或者变慢。爱因斯坦告诉我们，时间对观察者来说具有相对性；阿姆斯特朗则让时间对听众而言具有了相对性。诗人、评论家和音乐学家一直在探究阿姆斯特朗改变人们的时间体验的方式，尽管这些研究还处于起步阶段，但阿姆斯特朗变换时间的能力或许能从科学中找到一些依据。
计时的习惯一直存在于人类社会当中，这引出了一个问题：“计时对我们的大脑有影响吗？”简短的回答是：“有，但我们不知道。”我们不知道在计时制度得以巩固而分段睡眠方式消失的19世纪，人脑究竟发生了怎样的变化。大脑时间响应的相关研究基本上是到21世纪才出现的，不过我们已经知道，大脑会从环境中获取与时间有关的信号。
大卫·伊格曼等神经科学家通过研究检验了大脑的生物钟。在第一项实验中，研究对象观看了一部影片，片中飞驰的猎豹像《黑客帝国》中的崔妮蒂一样腾空而起。在*放播**过程中，当猎豹的4条腿全部腾空的时候，画面中会出现一个闪烁时长固定的红点。第二项实验做了一点儿改动，那就是慢速*放播**同一部影片，但那个讨厌的红点闪烁的时长和常速*放播**的时候完全一样。在对比两次测试时，观影者都认为慢速*放播**的影片中红点出现的时长较短。伊格曼曾说：“你的大脑会说：‘我需要重新调整我的时间感。’”我们的大脑是根据我们对物理定律的认识来判断时间的，而我们的时间知觉会受到大脑用来测量时间的各种事件（比如，野猫的爪子触地或者一个八分音符的持续时间）的影响。
从个人层面上讲，我们一直注意到时间具有弹性。美好的时光总是很短暂，糟糕的时光却似乎看不到终点。神经科学家已经证明，从某些方面来说这并非凭空虚构。我们记忆的长度与某件事的好坏程度有关。神经科学家还发现，尽管我们当时不会觉得时间在变慢，但对这件事的记忆会让我们认为时间变慢了。为了解释大脑中究竟发生了什么，我们不妨把大脑想象成一台会把信息储存在硬盘上的计算机。当生活很无聊的时候，硬盘会储存常规数量的信息。而当我们受到惊吓，比如说经历了一场车祸时，大脑中的杏仁核（我们体内的应激反应区）就会开始发挥作用。大脑会收集更微小的细节，比如引擎盖凸起、后视镜折断和对方车司机脸上表情的变化。这样一来，细节的数量会增多，就好像有两个硬盘在储存数据一样。“此时，你在往一个两级而非一级的记忆系统中储存记忆。”伊格曼说。
在更多信息被储存的情况下，当大脑回想起这件事时，就会把大量的信息解读为一个持续时间更长的事件。于是，记忆的形状成了大脑中的时间标尺。
科学研究表明，一段记忆的长短和我们的时间知觉就像自行车链条的轮齿一样连接在一起。丰富而新奇的经历，比如我们年少时的夏日时光，包含很多新信息。在那些炎热的日子里，我们学习如何游泳，去新的地方旅行，或者学会骑自行车。这些不寻常的经历会让我们感觉时间过得很慢。然而，我们成年后的生活则缺乏新奇感和新鲜感，并且充斥着像通勤、发送电子邮件和做文书工作这样的重复任务。大脑中与这些事情相关的信息量很小，回忆时可供利用的片段也就很少。大脑会认为这些无聊的日子变短了，我们也会感觉夏天似乎很快就过完了。
尽管我们想要更好的时钟，但我们的时间标尺并不是固定的。我们会根据自己的经历计时，而不是像时钟那样按秒计时。对我们来说，时间可以慢条斯理，也可以转瞬即逝。
长久以来，人类对时间的痴迷程度不断加剧。时间帮助我们了解世界、达成约定和相互沟通。在提高计时器精度的过程中，我们抛弃了像日出日落这样的自然信号，失去了睡眠，期望能极其精确地掌控时间。然而，时间是不可能被掌控的。爱因斯坦告诉我们，时间是有弹性的，它取决于你询问时间的对象。阿姆斯特朗证明了我们的大脑是有缺陷的时钟，会根据外在信号加速或减速。不过，爱因斯坦和阿姆斯特朗分别通过科学和爵士乐证明：我们对时间的认知是什么样子，我们就是什么样子。
在近半个世纪的时间里，露丝·贝尔维尔坚持为伦敦的客户提供时间服务。她的工作在人们——尤其是那些想要用电报时钟服务抢走她的客户的商人——看来是很落后的。但使用老旧技术的怀表“阿诺德”的精度达到了0.1秒，而电子脉冲的精度只能达到1秒。露丝还为客户带去了一些电报的金属电缆无法传递的东西。为了回报每年4英镑的费用和偶尔一杯茶的款待，她会为客户带去些许关怀，并跟他们分享她沿途听到的笑话和新闻。即便如此，利用电报和无线电技术的时间服务也还是致使她的业务慢慢萎缩，在她母亲的100位客户和她父亲的200位客户中，只剩下了大约50位。
在为伦敦人提供了几十年的时间服务后，露丝退休了。1943年，露丝·贝尔维尔这位“格林尼治时间女士”因从低火运行的煤气灯中泄露的一氧化碳而窒息，在睡眠中意外死亡。作为她信赖的伙伴，她床头柜上的“阿诺德”在几天后也停止了运转。她的去世标志着持续了整个世纪的时间分销服务的结束，尽管露丝和“阿诺德”一起为人们提供了时间，她自己却没有获得太多的时间。
[1] 1英里≈1.61千米。——编者注
[2] 1英尺=30.48厘米。——编者注
[3] 高线：1930年修建的一条连接肉类加工区和哈德逊港口的铁路货运专用线，于1980年停运，后被建成独具特色的空中花园绿道。——译者注
[4] 1英寸=2.54厘米。——编者注