Часовые пояса на Земле существуют чуть больше 100 лет. В 1879 году Сэндфорд Флеминг на заседании Королевского Канадского института предложил повсеместно ввести универсальное поясное время. В 1884 году на Международной конференции в Вашингтоне была принята международная система стандартного времени, но не во всех странах сразу. Основатели этой системы исчисления времени приняли решение разделить территорию Земли на 24 пояса, каждый из которых равен 15 градусам долготы. При приближении времени восхода Солнца к границе очередного часового пояса на всей его территории происходит мгновенное увеличение времени на один час. Таким образом, поясное время изменяется скачкообразно на один час, а Солнце проходит от восточной до западной границы часового пояса тоже за один час, но постепенно (это различие между социальными и солнечными часами имеет значение для работы биологических часов, об этом будет написано ниже). Каждая страна формирует часовые пояса по своему усмотрению, чаще всего располагая их границы вдоль границ регионов (областей, штатов), поэтому единой схемы строения часовых поясов не существует. Например, в Австралии введены дробные часовые пояса, а весь Китай живет по пекинскому времени (там четыре часовых пояса объединены в один). В России часовые пояса появились в 1919 году. Так что в этом году исполнилось 100 лет этому событию. За столетнюю историю часовые пояса у нас в стране неоднократно подвергались изменениям (рисунок 1). В целом, отмечается тенденция к постепенному увеличению размеров часовых поясов. В настоящее время часовые пояса в России в среднем в два раза больше стандартного размера.
Рисунок 1. История изменений размеров часовых поясов в СССР и России.
Основная цель введения часовых поясов заключалась в облегчении взаимодействия между регионами и странами. Введение поясного времени способствовало развитию транспортной системы (особенно авиации), связи, телекоммуникационных систем и интернета. В целом, эта система исчисления времени внесла существенный положительный вклад в развитие современного общества.
Однако со временем стали выявляться некоторые негативные последствия введения часовых поясов. В частности, хронобиологии (ученые, изучающие биологические ритмы) отметили, что введение часовых поясов привело к нарушению работы биологических часов человека. Для человека в современном обществе, как и 1000 лет назад, важнейшее значение имеет адаптация к суточным ритмам изменения окружающей среды. В светлое время суток человек активен, а в темное время суток он спит. Для адаптации к суточным ритмам освещения в процессе эволюции были выработаны биологические часы (записанный в генах механизм, отсчитывающий ритмы с периодом, примерно равным 24 часам). Биологические часы выполняют чрезвычайно важную функцию. Они, как дирижер в оркестре, включают и выключают работу тех или иных органов в строго определенное время суток. Желудочно-кишечный тракт заранее подготавливается к приему и перевариванию пищи перед завтраком, обедом и ужином, мозг достигает своей максимальной активности в первой половине дня, мышцы достигают максимального уровня работоспособности во второй половине дня и т.д. Однако для нормальной работы биологических часов им необходимо постоянно подстраиваться к 24-часовому ритму изменений окружающей среды. Важнейшим внешним синхронизирующим сигналом для биологических часов является суточный ритм освещения. Ученые доказали, что время восхода Солнца является основным внешним синхронизирующим сигналом для биологических часов человека.
С введением часовых поясов суточные ритмы освещения и социальной жизни перестали совпадать. Очень часто бывают такие ситуации, когда Солнце еще не взошло, а часы показывают, что необходимо вставать, чтобы не опоздать в детский сад, школу или на работу. Были неоднократно предприняты попытки устранить негативные последствия такой ситуации: вводили и отменяли перевод часов на «летнее» и «зимнее» время, «декретное» время и т.д. Однако проблема оставалась. Ситуация еще усугубляется тем, что биологические часы у разных людей работают по-разному; «жаворонки» встают и ложатся спать рано и достигают пика активности в первой половине дня, а «совы» встают и ложатся спать поздно, и пик активности у них смещен на вечер. Реформы системы исчисления времени в России продолжаются и, как правило, сопровождаются жаркими спорами различных групп населения. Некоторыми людьми даже высказывалось мнение, что эти споры будут всегда, поскольку «жаворонки» и «совы» никогда между собой не договорятся. Я думаю, что все-таки эти споры можно преодолеть, если задуматься, что можно сделать, чтобы улучшить состояние наших детей.
Рассмотрим очень схематично, как влияет размер часового пояса на поведение людей, проживающих вблизи восточной границы, в центре и вблизи западной границы часового пояса. Для примера возьмем учеников младших классов, проживающих в Европейской части России. На схеме указаны регионы, входящие в 3-й часовой пояс, живущие по московскому времени. Слева вверху указано поясное время. Граница между светлой и темной частью рисунка изображает восход Солнца 1 марта. Предположим, что у всех учеников занятия в школе начинаются в 8 часов. Фигурками сверху мы изобразили, поведение детей с момента пробуждения и до начала занятий, а также эмоции, которые они испытывают при этом.
6:00
6:30
7:00
В 7:00 Солнце взошло на 1/3 территории Европейской части России. Если до школы можно добраться менее чем за 30 мину, то в это время дети просыпаются. Ученые показали, что если человек просыпается, когда Солнце уже взошло, то он быстрее приходит в бодрое состояние. И, наоборот, при пробуждении до восхода Солнца человек долго не может прийти в нормальное состояние. Школьники, проживающие вблизи западной границы 3-го часового пояса, чаще испытывают негативные эмоции при пробуждении.
7:30
В 7:30 на 2/3 территории 3-го часового пояса Солнце взошло. Дети в это время выходят на улицу. В регионах, расположенных вблизи западной границы часового пояса, в это время Солнце еще не взошло, поэтому очевидно, что дети при этом в лучшем случае не испытывают положительных эмоций. В исследовании, проведенном в Германии, было показано, что ученики младших классов, вынужденные идти в школу до восхода Солнца, очень часто попадают под колеса машин при переходе через проезжую часть. Их биологические часы еще спят, у них снижено внимание, заторможена реакция (подробно об этом написано здесь).
8:00
В 8:00 на всей территории Европейской части России Солнце взошло, однако к этому времени на детей, проживающих вблизи восточной границы часового пояса, яркий солнечный свет воздействовал в течение часа. Ученые показали, что воздействие утром яркого света в течение 30 минут достаточно для того, чтобы улучшить настроение, повысить умственную работоспособность. Поэтому дети, проживающие вблизи восточной границы часового пояса, лучше подготовлены к восприятию новых знаний, тогда как дети, проживающие вблизи западной границы часового пояса, лишь ко второму уроку приходят в бодрое состояние (подробно об этом написано здесь).
Рассмотренная выше ситуация очень упрощена, мы не рассмотрели сезонные изменения времени восхода Солнца, а также зависимость светового режима от широты (в Воркуте и Мурманске летом наблюдается полярный день, а зимой – полярная ночь) и т.д. Мы преднамеренно упростили ситуацию, чтобы показать очевидные проблемы сложившейся в России системы исчисления времени и первоочередные задачи по их преодолению.
Главная проблема, на мой взгляд заключается в том, что у нас в Росси часовые пояса слишком большого размера. Это приводит к тому, что разница между социальными и солнечными часами достигает двух часов. Поэтому биологические часы, следующие за солнечными часами, отстают на два часа от социальных, диктующих наше поведение. Рассогласование между социальными и биологическими часами (социальный джетлаг) не только влияет на наше поведение и самочувствие, но может отразиться и на состоянии здоровья (об этом вы можете подробнее прочитать здесь и здесь).
Из рассмотренного примера ясно, что увеличение размера часового пояса оказывает негативное влияние на поведение и самочувствие детей. Чтобы решить эту проблему, необходимо уменьшить размеры часовых поясов. Позитивное влияние на самочувствие детей окажет введение более позднего времени начала занятий в школах, расположенных вблизи западной границы часового пояса. В этой связи следует отметить, что в некоторых штатах США на законодательном уровне введено начало занятий в старших классах школы не раньше 9 часов.