28. 睡眠与学习
本节内容摘自：《睡眠科学》，作者为 Piotr Wozniak（2017年）
睡眠如何影响学习？
为什么睡眠对学习很重要？
如果让我押注工业化国家阻碍学习的两大因素，我会选：
健康也很重要，但统计数据显示，几乎每个人都受压力和差睡眠影响最大。减少压力，改善睡眠，可能会带来社会的翻天覆地变化！
对于健康人来说，其他学习因素似乎次要。充分休息且心情愉快时，自律性大幅提升，学习也变得有趣。学习的态度、工具、方法、心理知识表征等因素，都可以逐步改善。只要走在稳定进步的道路上，成功几乎有保障。打个比方，你的大脑自带坚实的进步保障，但压力或差睡眠会轻易使之失效。
鉴于睡眠的重要性，除非你是“天生型”且很少经历失眠，否则你应该了解睡眠生理基础及睡眠习惯对学习的影响。更何况，即便你今天睡得很好，也可能因电脑、网络、手机、SuperMemo等现代刺激而毁掉睡眠模式。简言之，人脑尚未进化到适应现代生活的各种刺激，这就是工业化国家睡眠障碍泛滥的原因。
接下来我将展示睡眠对学习的影响远超“头脑清醒”这一肤浅概念。
睡眠与学习研究
大家都知道，没睡好，第二天就完蛋了。疲惫时，你还能去户外干活，但若在温暖的室内电脑前从事创造性工作，大脑会自动关闭，扼杀创造力。
认知功能和学习是睡眠剥夺的主要受害者。科学家们早已怀疑，睡眠的主要功能与学习和记忆相关。早在17世纪，约翰·洛克就倡导儿童良好睡眠。近几十年，关于睡眠与记忆关系的证据迅速增长。但仍有著名睡眠学者持怀疑态度，认为只有清醒大脑才能参与记忆，也有人说睡眠像吃饭一样，“多吃多想吃”。在科学界外，睡眠常被忽视。许多人不愿花时间睡觉以节省更多工作或“创造”时间；有人则追求“最佳”短时睡眠（参见：多相睡眠）。
最糟的是，全球儿童被早早叫醒去上学“学习”。这不仅损害了他们的学习效果甚至使学习变得徒劳，也导致儿童压力增大、情绪暴躁，免疫系统受损，长期发育受阻。一些睡眠专家为更合理的学校时间争取（向Mary Carskadon博士和Amy Wolfson博士致敬；见采访）。然而美国、欧洲等地的“内卷”压力仍使得开学时间不断提前，家长和当局皆以“孩子可以早点睡”为借口，科学上却站不住脚。
在这令人沮丧的局面中，仍有一线希望。科学向社会传播虽慢，但大多数情况下终将胜利（除非遇到强大阻力，如智能设计理论仍受宗教支持）。我乐观预测，终有一天，政府、学校和家长将意识到——用闹钟把孩子从床上强行叫起与教育目标背道而驰！
用SuperMemo研究睡眠与学习
三十年来，我关注现代生活方式对睡眠和学习的负面影响，建议许多睡眠障碍可通过简单技术如时间疗法、自由运行睡眠等得到缓解。解决睡眠问题的第一步是理解自己的睡眠模式。因此，我鼓励睡眠问题者用2003年发布的SleepChart免费软件收集数据（下载地址）。当时不清楚SleepChart能带来什么，但我猜测它未来可用于研究睡眠与学习的关系，并能助力学习优化，尤其与SuperMemo结合使用。
睡眠长短与学习效果？
1996年起，SuperMemo开始详细记录所有复习情况，包括复习内容、时间及效果。2000年1月起，我记录了自己的睡眠时间，探索睡眠对学习、学习对睡眠的影响。起初，我本能地认为“睡得多学得好”，但数据却显示几乎相反的关系。回头看，这种悖论易解释：我严格实行自由运行睡眠，睡眠质量与长度相关——睡眠越符合昼夜节律节奏，睡得越短且质量越好。健康人若非睡眠不足，只有睡错时相才会睡长时间。换句话说，睡眠长度不能衡量睡眠质量。
学习是否增加睡眠需求？
类似问题是“学习是否增加睡眠需求？”我同样未发现正相关，反而注意到反向关系：睡眠不足会减少学习动力。少睡导致少学，随后夜晚补眠以偿还睡眠债。换言之，学得多反而会跟随睡得少！更多细节见：学习对睡眠的影响。
这些失败表明，若不考虑学习发生的昼夜节律时相（即相对于自然觉醒时间的学习时间），睡眠与学习的关系难以解释。
近似计算睡眠时相
下一步，我希望找出学习与睡眠时间和时相差异间的相关性。但这需要准确估计昼夜节律时相。SleepChart用粗略启发式算法尝试实现，然而此算法难以解释睡眠延迟、压力、剧烈运动等造成的节律扰动。SleepChart 2.0引入递归相位响应曲线（rPRC）来估计昼夜节律高峰期（acrophase），该方法仅基于睡眠日志的外部节律表达，通过延迟入睡时间（相对于最佳就寝时间）作为唯一的相位移动刺激。
复习时间的影响
另一个研究障碍是SuperMemo的“午夜时钟偏移”功能（Midnight clock shift），允许以昼夜节律时间而非日历时间记录复习。例如，学生午夜后继续复习时，复习记录仍计为前一天，这可能导致睡眠与学习数据错开整整一天。遗憾的是，SuperMemo早期版本只保存复习日期，不保存具体时间。2006年发布的SuperMemo 13开始记录复习时刻，支持精确计算记忆回忆的昼夜节律时间。自此，可精确关联睡眠与学习数据。我于2006年7月17日获得SuperMemo 13 Windows版alpha版本，数据量逐渐增大且更具意义，越来越多用户参与睡眠日志记录。