The Mathematical Structure of the Human Sleep-Wake Cycle

در طول سه سال گذشته من به نگاه متحیرانه ای که در چهره افراد با شنیدن اینکه من ریاضیدانی هستم که خواب مطالعه می کنم ظاهر می شود، عادت کرده ام. آنها تعجب می کنند، اما معمولا خیلی مؤدب هستند که بپرسند ریاضیات چه ربطی به خواب دارد؟ در عوض سؤالاتی می پرسند که همه ما را مجذوب خود می کند: چرا باید بخوابیم؟ واقعا چقدر به خواب نیاز داریم؟ چرا خواب می بینیم؟ این سؤالات معمولاً جرقه یک بحث پر جنب و جوش است که منجر به تبادل حکایات، رویاهای شب گذشته و سایر اطلاعات شخصی می شود. اما آنها سؤالاتی در مورد عملکرد خواب هستند و هر چند جالب هستند، من در اینجا چیز بیشتری درباره آنها خواهم گفت. سوالاتی که درگیر من هستند در عوض به زمان خواب می پردازند. برای کسانی از ما که برنامه منظمی داریم، سؤالات مربوط به زمان ممکن است خالی به نظر برسد. ما شب ها به رختخواب می رویم و صبح از خواب بیدار می شویم و هر 24 ساعت یکبار چرخه خواب و بیداری را پشت سر می گذاریم. با این حال، تا حد زیادی، این چرخه توسط دنیای اطراف ما تحمیل می شود.

Over the past three years I have grown accustomed to the puzzled look which appears on people's faces when they hear that I am a mathematician who studies sleep. They wonder, but are usually too polite to ask, what does mathematics have to do with sleep? Instead they ask the questions that fascinate us all: Why do we have to sleep? How much sleep do we really need? Why do we dream? These questions usually spark a lively discussion leading to the exchange of anecdotes, last night's dreams, and other personal information. But they are questions about the func­ tion of sleep and, interesting as they are, I shall have little more to say about them here. The questions that have concerned me deal instead with the timing of sleep. For those of us on a regular schedule, questions of timing may seem vacuous. We go to bed at night and get up in the morning, going through a cycle of sleeping and waking every 24 hours. Yet to a large extent, the cycle is imposed by the world around us.