人类为什么要进化出这么长的睡眠时间?

问题问反了。

现在研究的全部 30 种灵长类里,人类是唯一一个为了榨取算力,把自己逼到“睡眠破产”边缘的极端变种,已研究的全部 30 种灵长类动物里睡得最少的。

模型预测人类"应该"睡 9.5 小时。至于差出来的那 2.5 小时,就是这篇文章在讲的内容

一般科普文喜欢列三板斧:修复、记忆、节能。你说方向吧,确实没错,但叫它功能清单更为恰当。

你得先理解,进化最关心的是:这东西这么贵,为什么还没被砍掉;要不就是这东西本来更贵,后来为什么被压缩了。

如果我们把睡眠时长的进化收益做个账:W(T_s) \approx B(24-T_s) - R \cdot T_s - M(T_s),即适应度 W(T_s) 等于清醒时的收益(觅食、社交、繁殖)减去睡眠时的暴露风险,再减去睡眠不足导致的身体维护损失。醒着的收益越大,睡眠的极限就会被压得越低。

简单理解:你醒着越久,在觅食、社交、学习、繁殖等方面获得越多;

但你睡着的每一小时,都在失去警觉、暴露给掠食者;可要是睡得太少,脑子和身体的维护又会出问题,后面还得还账(顺路题外话,年轻人不要太年轻,枸杞加温水也不麻烦~)

那么你要纠结“修复神经元 DNA”和“清理脑内代谢废物”对不对,必须对,因为“这就叫专业”。

真正该问的是,“人类到底从祖先那里砍掉了哪几个小时的睡眠,又拿这几个小时换了什么?”

杜克大学 Nunn 和 Samson 把体重、脑容量、食性、捕食风险扔进灵长类睡眠预测模型,算出来人类"理论上"应该睡满 9.5 小时

灵长类动物每日总睡眠时长对比。人类在进化树中是一个极端的离群值,实际睡眠时间远低于体型与生态位预测的 9.5 小时。

现实里呢,人类通常只有 7 小时左右,就这还不完全是现代社会作出来的。

2015 年 Siegel 团队追踪了三个没通电(疯狂原始人)的狩猎采集部落(哈扎人、桑人、齐曼内人),发在 Current Biology 上:发现他们的平均睡眠也就在 6.5 小时上下,不午睡,天黑了也不是立刻倒头就睡。

​先说砍掉的部分。

高赞回答里赵老师讲得非常透了,这里不再赘述,答案在最上面,想看分子机制的直接去“看大神分享”~

我想聊的是接下来的“那部分”:如果 6 小时就够修 DNA,那祖先为什么要睡 9.5 甚至更多?

多出来的那几个小时到底在干什么?又是什么力量把它砍掉的?

机智如你,应该不会猜错,多出来的那几个小时,本来是拿来保命的。

在树冠上,多睡能隐匿规避太多,你睡着了就不会发出声音、不暴露位置、不浪费热量。

但直立人祖先从树上下来了。

地面上的东非草原,夜里有恐猫、鬣狗、蟒蛇。闭着眼躺在那儿,每多睡一小时就多当一小时自助餐的风险。

​当直立人祖先从树冠降落到东非大草原的那一刻起,环境发生根本性倒转。

睡得久又浅的个体被吃了,睡得短但深的活了下来。

Samson 和 Nunn2015 年提出的 Sleep Intensity Hypothesis,Evolutionary Anthropology,说的就是这件事:人类这个操作等于是把睡眠压缩到极限。

总时长砍掉 2.5 小时,但快速眼动睡眠占比从灵长类平均的 5%给暴力拉升到 25%。

就像“机器人”非要把一杯兑水美式换成红牛加 espresso。。

以上这些,翻翻 BBC Future/Science News 的科普文也能看到。

​分明就是用“命在超频”~

我们这次聊点“特别的”,2017 年多伦多大学的 Samson 团队去坦桑尼亚,给哈扎人部落的 33 个人戴上腕动仪,连续记录了 220 个小时的睡眠数据。

Samson 团队 2017 年发表于《人类演化杂志》的实证研究。通过对无电力狩猎采集部落(哈扎人)的腕动仪追踪,实锤了人类祖先用以保命的“哨兵假说”。

论文去 Proceedings of the Royal Society B 上找,标题里有个词叫"sentinel-like behaviour",中文叫哨兵行为。

他们发现:在整个观测期间,全组人同时处于熟睡状态的总时长只有 18 分钟。

剩下的每时每刻,都至少有一个人是醒着的。

注意,这不是人为安排的计划性轮岗。

这群人里有早起鸟、有夜猫子、有老人凌晨四点就醒的、有年轻人后半夜才困的。

这些睡眠时型的差异本身就形成了一个群体级别的值班系统。

老人们习惯凌晨四点醒来,在进化意义上看来,她是在替全家放哨~

这就是哨兵假说,最早由 Frederick Snyder 在 1966 年提出,2017 年被哈扎人的数据实锤。

它解释了一个一直很奇怪的现象:大多数动物在种群内部的入睡和苏醒时间高度同步,为何人类却不同?(各位朋友可以分享下你的作息,看看有没有“大神不服~”)

接下来又到了大家喜欢的“思维漫步”环节,标注一下:以下内容越往后越脑洞,如有雷同,实属巧合。

按照现代研究,人类压缩睡眠,可能还有更大的深意:认知能力。

有人把REM 睡眠还不能用科学解释的地方,比做“大脑在跑一个低精度、高联想、低约束的离线搜索引擎”。

2009 年加州大学圣迭戈 Cai 团队的实验:REM 睡眠显著提升远程联想能力,发现效果优于安静休息和非 REM 睡眠,即大脑把白天存进来的碎片信息重新乱序拼接,搜索你清醒时绝不会想到的关联(磁盘碎片整理的既视感)。

2026 年 2 月,西北大学 Konkoly 团队更进一步:用靶向记忆再激活(TMR)在 REM 期间播放与未解谜题相关的声音,梦到谜题的被试第二天解题成功率显著提高。

额。。那些号称“梦中悟道的哥们可以吹了,原来你的大脑做梦时真的在帮你算题”。

每晚多跑五倍的"灵感抽奖"。

REM 睡眠期的脑波活动与清醒状态高度相似,后台满载运行高联想算法的直接记录。

语言、工具、抽象符号、社会制度,这些东西需要的就是把不相关的概念联系在一起的能力。做梦,可能直接催生了人类的抽象思维能力。

写这个真的“费眼”,还有更夸张的推演我看看大家有没有人想看的,比如美军项目)。

睡眠真的算是一个"文明级的 bug",人类,自诩如此精密的“智能体”,却从未想过修复…

那么问题来了,如果你发现我们现在在研究不需要睡觉的人类,这个项目"是进步还是“毁灭”呢,甚至再加上马斯克的脑接口(上篇文章,我们推演到这个科技的最不能去“细说之处—改变思维”),以后会不会就是全天候“拥有机器缺少的预判与瞬时反应却木的感情的天选打工人”?

话说其实作者推演了 5 个可能的“思维点”,你能猜到吗??

有时真的觉得“我们的所谓人间烟火,真的只是人类的灵感迸发吗?如果是,你的灵感会不会来自于梦里的信息重组?那么有时候梦到的完全不合理的事情,会不会在另一个维度是洒洒水呢?”

不过,有一个事实是“肯定的”,你现在看懂这些文字所用的能力,语言理解、抽象联想、以及对"世界之外"这种虚构概念产生兴趣等等相当一部分,是你“睡觉”那 25%的 REM 睡眠帮你攒出来的。

进化在这里做了一个“撒旦式”的交易:砍安全余量,压缩修复时间,把省下来的带宽全部梭哈到一个高风险、高回报的离线创造力引擎上。

代价是每天有那么几小时,你是“脱机的”。

划不划算?取决于你醒着的时候干了什么。

不过有一点可以肯定,刷到这里的你,至少没浪费其中的几分钟 。

以上。