人体的12个极限探索

人体的12个极限探索人类总有一股无法抵挡的冲动,去探索未知世界,创造新的世界记录。我们在体能和心理上,还能向前走多远,才能抵达我们的最终极限?下面让我们去一一探究。

人的速度极限是多少?

去年,短跑名将博尔特让体育迷们看得目瞪口呆,他再一次刷新自己100米短跑的前世界记录,成绩提高0.11秒。由此而来的问题是,人类的速度极限到底是多少?

出于好奇,美国加利福尼亚州斯坦福大学的马克‧丹尼决定对这个问题一探究竟。他对上世纪20年代以来的各种田径比赛记录(包括赛狗和赛马的成绩)进行详细的研究,结果发现许多赛事成绩的提高都有类似的轨迹:先稳步提高,然后停留在一个稳定区域。例如,参加肯塔基德比马赛的马匹到1949年就抵达速度的巅峰,从那以后,即使成绩有提高也是微不足道,而且越来越罕见。

人类运动员似乎也遵循这样的轨迹。女子100米成绩在1977年接近巅峰;男子短跑成绩还在提高的过程中。丹尼表示,从他建立的其他赛事模型来判断,这中趋势很快将达到极限。他预测9.48秒将是男子百米成绩的极限,这比博尔特创造的新记录仅差0.1秒。丹尼说表示,“如果博尔特保持自己的发展势头,很快就会抵达这个极限。”

是什么束缚了人类速度的提高?据丹尼估计,原因很简单,就是运动员的力量与体重的比率。一旦超出某个平衡点,更强健肌肉和更长四肢的优势就会被提升更大负荷需要更多能量消耗所抵消。

人的注意力能集中多长时间?

我们大多数人都面对过这样的挑战:赶在最后期限之前完成论文、在办公室加班处理危机到深夜或者长途驱车赶往某个目的地。那么,在大脑需要休息之前,我们在心理上究竟能坚持多久?

对于需要全神贯注投入到自己工作中去的职业,如卡车司机、电厂操作员或飞行员,12小时是个极限。不过,对于医生来说,进行复杂的外科手术可以比这一极限多几个小时,虽然时间最长的手术往往由不止一个团队来共同承担。

在2004年以前,上周末班的英国医生常常要从周五早晨一直工作到下星期一晚上。在总共80个小时的过程中,他们充其量能小睡几个小时,最糟糕的时候,甚至没有时间去合眼。据英国剑桥市艾登布鲁克斯医院神经外科医生海伦‧费尔南德斯回忆:“我们绝大部分时间里一直在工作。”

随着时间的流逝,人的专注程度会跟着下降。于是工作效率会越来越低,做决策所耗费的时间会更长,失误也开始增加。美国宾夕法尼亚大学神经系统专学家戴维‧丁格斯说:“人的警觉度是对疲劳最为敏感的指标之一。”

有些工作需要从业者有高度的警觉性,丁格斯的研究团队利用核磁共振成像技术对他们的大脑进行了研究。随着他们的反应变得迟钝,大脑某些部位的活动开始减少。丁格斯发现,可以根据受试者右额叶顶血管里的血流量,预测他们在测试中的表现。

人在真空状态下能坚持多久?

我们是通过惨痛的教训才确切地了解到,人在突然陷于真空状态下能坚持多长时间。1971年,苏联联盟11号飞船的一个阀门发生故障,飞船突然减压,造成3名宇航员遇难。当时飞船位于168公里的高空,正准备重返地球大气层。调查结果显示,联盟11号飞船内的压力突然下降至零,一直到进入大气层,这一过程延续了11分40秒。宇航员因为缺氧,在30至40秒钟内便生命停止。美国宇航局前航天飞机乘员保健医生乔纳森‧克拉克介绍说:“把氧气送入大脑,需要氧气和空气压力的通力合作。”

不过,如果身陷真空环境的时间更短,还是有可能被抢救过来。1966年,美国宇航局的一名技术人员正在真空室测试太空服,突然,室内气压降至3.65万米高空时的水平。他立刻在12至15秒内失去知觉。事后,他能回忆起的最近一件事是,舌面上的唾液被汽化。这是因为水在低气压条件下会被蒸发。幸好27秒钟之后,真空室的气压重新回到相当于4200米高空的水平,这位技术员才恢复了知觉。他的脸色虽然还显苍白,但健康并没有什么大碍。

当身体外面的气压降低之后,血液中会出现气泡,数分钟内变会殃及肺部。由于氮已经从血液中溶出,数小时内神经系统变会遭到损害。气压的骤然下降对人体的伤害是致命的:被困在肺部的空气将在几秒钟内发生爆炸。不过,据克拉克介绍,如果以更平缓的方式进入接近于真空的状态,而且身边有紧急医疗团队的护航,坚持一分钟还是有获救的可能。

我们究竟能记住多少东西?

对我们大多数人来说,要记住11位数的电话号码已经有相当的难度,然而,在2005年最优秀的记忆记录保持者中国人吕超,能准确地把圆周率背诵到小数点后第67890位。但是,与大脑的实际容量相比,吕超的表现到底如何呢?

我们吸收信息的能力相当惊人。1986年新泽西莫里斯顿的贝尔通信研究所的托马斯‧兰德尔进行过一些研究,他不仅想了解人在检视图片和文本时会储存下多少视觉和文字信息,还希望知道受试者遗忘的速度有多快。他经过研究作出这样的估计:普通的成年人一生中储存的这种信息约125兆字节,足足相当于100本《白鲸记》的内容。

按照正确的先后顺序准确无误地将一长串数字记住,远比牢记有相互关联内容的文本或图像难度更大。要寻找对单一内容的记忆极限,对那些记忆冠军所借用的记忆技巧进行研究也许会给我们带来启发。

他们当中很多人会利用符合帮助记忆。当他们开始对数字进行记忆前,总会把某个人或某种物体与从0000到9999等四位一组的数字联系起来。于是,圆周率的中数字就被转化为与这些人或物有关的序列,然后再把这些人或物编织成一个故事。这样做不仅能让一组无序的数字变得趣味十足,而且也巩固了记忆效果。

吕超记住40000位数的圆周率大约用了1000小时。按照这一速率,一个人不管他的记忆力有多么优秀,假设从20岁开始背诵圆周率,每天用12个小时,那么到他70岁生日的时候,就能够背到约第876万位。

人能忍受多低的温度?

人类厌恶寒冷是有原因的:我们修长的四肢容易导致散热,而拙于保存热量。因此,人类最早进化于严热的非洲大草原,是非常有道理的。对人体调节体温颇有研究的英国朴次茅斯大学的迈克‧蒂皮顿指出,在那里即使没有御寒的技术性手段,如衣物、暖气和房子,人类依然可以自在地生存。

在寒冷中生存下来的关键就要保持身体核心部位的温度,这通常为37摄氏度,然而这一温度下降的速度却也令人惊讶。加拿大渥太华大学的生理学家弗兰‧奥斯哈曼介绍说,在潮湿刮风的情况下,20摄氏度的环境温度就能造成体温过低。

在天气寒冷的时候,身体开始颤抖,血液停止向四肢外流。只要身体核心部位的温度下降2度,体温过低症状就会出现:首先人开始失去知觉,随后心率失调。一般情况下,体温降到24度左右,心脏会停止跳动,生命随之消失。但也有人在身体核心温度降到更低的时候幸存了下来。安娜‧巴根霍姆是这些人中的极致,她的体温一度降到13.7摄氏度,当时她不慎落入一条结冰的溪流中,被困80分钟才得救。

流动的冰水让她的体温急剧下降,很快她呼吸消失心跳停止,由于此刻她的大脑基本上不需要什么氧气,这让她获得了完全康复的机会。

不吃不喝能支撑多久?

一个人在没有水和食物的状况下能支撑多久?理论上,只有当身体消耗完储存的脂肪、蛋白质和碳水化合物,能量枯竭而停止工作。2003年大卫‧布莱恩在伦敦进行过绝食表演,当年指导他实施饥后恢复性进餐的营养医生杰里米‧鲍威尔‧泰克认为,生命消失并不需要等到体能完全耗尽:“他很可能早就魂归西天了。”肥胖者可能活得更长,条件是体内要有足够的水溶性维生素B来帮助转化储存的脂肪。因此,很可能一个人已经饿死,而躯体仍然肥胖。

创造最长时间不进食记录的是爱尔兰绝食抗议者基兰‧多尔蒂,1981年他在粒米未进73天之后离开人世。在有水和维生素补充的情况下,有人不吃东西熬了一年多。鲍威尔‧泰克解释说:“30多年前,这是一种非常时髦的减肥方法。”

如果只有维生素而没有饮用水,生存的时间会大大缩短。一个人不进食可以指望熬过数周,但如果没有水喝只能支撑数天。马萨诸塞州内蒂克美国陆军环境医学研究所的迈克尔‧萨瓦卡说:“这取决于水分流失的速度。”缺少水分,体内的血液量会下降,血压也会随之降低。血液会变得越来越粘稠,致使血液无法被输送到身体四周,作为补偿人的心率就会加速。即使在凉爽的环境中,人不喝水,支撑时间最多无法超过一周。

人不睡觉能坚持多久?

1963年12月28日早晨6点,加利福尼亚州圣地亚哥市的17岁学生兰迪‧加德纳一觉醒来,精神饱满地离开了家。他再次进入梦乡是在1964年1月8日,也就是说他长达11天没有睡觉。

加德纳打破了以前260小时不眠的记录,创造出连续264小时不睡觉的最长记录,而且是经过科学验证的。1965年,加利福尼亚州斯坦福大学医学院的睡眠研究员威廉‧德门特写过一篇文章专门描述了这一过程,当时他双眼未合陪同加德纳度过了最后三天。

加德纳经历了情绪波动、记忆力和注意力下降、协调能力丧失、语言含糊不清并产生了幻觉,不过其他方面一切正常。他11天未眠之后的第一觉仅持续了14个小时。

根据德门特介绍,加德纳在那段‘不眠期间’没有服用任何兴奋剂,不过他需要有人陪在身边以保持清醒。如果没有别人相助,你在熬过36小时之后就必须奋力与自己抗争以保持清醒,到48小时后,你会无法抵挡坠入梦乡的欲望。

不过,在你最终上床睡觉之前,你可能已经打过几个“小盹儿”:被剥夺睡眠的人会时不时地坠入“小盹儿”。虽然你时常睁着眼睛,但在你不经意之间,片刻的小睡已经出现。

如果除去小睡的时间,加德纳究竟支撑了多长时间?这个问题无人能给出确切的答案,不过我们能确切知道的是,剥夺睡眠最终会产生致命的后果。无法得到睡眠的实验鼠两周后变命丧黄泉,比饿死所需的时间还短。

让人多长时间不睡觉才足以致命?目前还没有记载。不过有一种遗传病被叫作致死性家族失眠症,已经暗示出存在一个最大极限。这种疾病会逐渐剥夺患者的睡眠能力,使他们在3个月内丧失生命。

人能承受多大的重力加速度?

你在乘坐过山车时,会体验到一种俯冲而下、头晕恶心的感觉,那种短暂的重力加速度峰值达到5个G。为了不造成游客晕过去,过山车的滑道必须经过特殊的设计。

我们对重力加速度的承受能力,不仅取决于加速度或减速度变化大小和持续长度,还取决于我们身体对方向的适应能力。我们最容易受到作用于双脚方向外力的伤害,因为这会让血液涌出大脑。通常情况下,当垂直加载于身体的重力加速度达到4至5个G的时候,只要持续5至10秒钟,就会导致‘隧道视野效应’,接着便会失去知觉。

喷气战斗机的垂直重力加速度可达到9个G。飞行员能承受这种重力的能力越强,他在空战中取胜的机会便越大。有些飞行员会穿着“重力加速服”,它有助于让双腿的血液流向大脑。能承受最大重力加速度的人常被称作“G怪物”。总部位于英国的奇奈蒂克防务公司生物学家亚力克‧史蒂文森认为:“有些人确实能在6个G的环境下头脑非常清醒。”一般的人当重力加速度达到3个G便会晕过去。

飞行员可以为自己身体超常的重力加速度忍受力而感到自豪,这种能力是在离心机内锻练出来的,奇奈蒂克公司在英国汉普郡法恩伯勒就有一台这样的离心机。经过训练的飞行员能学会收紧腿部和腹部肌肉,促使血液流向上半身,他们还会用特殊的呼吸方式,仿佛努力排便的样子,来升高血压。

有人承受过的最大垂直重力是31.25G,为了达到这个目的,美国宇航局医生弗拉纳根‧格雷进入了一个特制水箱,以便给他的身体加压,帮助他承受那么大的重力加速度。保持水平重力加速度最高记录的是美国空军的先驱者约翰‧斯塔普,该记录是他在上世纪40年代末乘坐火箭搭载装置时创造的。在其中一次测试中,他经受了46.2G的考验。

人的登高极限是多少?

海拔高度会对人体产生非同寻常的影响,在大多数情况下,高海拔的地区空气里的含氧量会下降。人体细胞需要氧气才能保持活力。海拔过高,输送肺部氧气给细胞的血液蛋白即血红蛋白将无法吸收到足够的氧气,结果会导致体能出现‘赤字’。

大脑对氧气含量非常敏感,这也是为何高原病的第一症状是头痛目眩的原因。人如果长时间停留在海拔超过5000米的地方,就会导致肌肉萎缩、肺部和大脑产生积液的风险会显著增加。超过7500米的高度,严重缺氧会造成失去知觉,最严重的会导致死亡。

如果人们在高海拔环境下生活,后果会如何?我们知道,玻利维亚有将近一半的人口生活在高原地区生活,海拔超过4000米。不过,如果在高,就会出现问题。智利一些地区的矿工要在5800米的高原上工作好几个星期,结果他们丧失了生育能力。英国南安普敦大学的麦克‧格洛科特指出,这也许是高海拔的环境抑制了男性生育能力。

大部分人都能适应高海拔环境,但必须得花时间。最好的经验法则是,你登得越高,停留的时间应该越短。如果你突然登上8848米的珠穆朗玛峰,而不是逐步慢慢上来,可能不出2分钟就会倒毙。

只有为数不多的人可以在没有氧气补充的条件下登上珠峰。1999年,巴布‧奇里‧夏尔巴在珠穆朗玛峰缺氧环境下停留了21小时,创造了世界记录。格洛科特认为,奇里‧夏尔巴也许天生就具被同高海拔打交道的能力。

超出了怎么样的高度人类会无法生存?也许珠穆朗玛峰已经非常接近这个极限了。迄今为止,只有一个人在冬季没有佩戴呼吸装置的情况下登上珠峰。格洛科特介绍,那时随着气压的下降,空气里的含氧辆更低。“我认为9000米高度应该是人类的极限。”

人最多能够举起多少重量?

世界上有记载的大力士是英国人安迪‧博尔顿,他将457.5公斤的物体从地面提升到大腿部位。

美国俄亥俄州扬斯敦州立大学体育教练丹‧瓦瑟表示,像博尔顿这样的大力士其力量可能是普通人的5倍至6倍。一般人要将45公斤的重物举过头顶非得用上吃奶的力气。举过头顶的最高记录为263.5公斤。

那么,人能举起的最大重量究竟是多少?美国洛杉矶南加州大学的托德‧斯库罗德认为,我们已经接近了举重的极限。他说:“回顾以往的最高举重记录,你会发现,虽然成绩略有长进,但已经开始进入平台区。如今的举重运动员,包括那些服用类固醇的选手,差不多接近了人类体能的极限。”

受制于极限的因素是人的肌肉。举重者无法举起某个重量是为了不让身体遭到伤害,他只是无法承受那个负荷。有时候,举重者硬挺,结果往往靠近肌腱附近的肌肉纤维撕裂。

因此,举重运动员的优势是能够有效控制自己的肌肉。人体有天然的抑制机制,避免身体因所举物体过重而伤及自身。这一目的是通过控制同一时间激活一定数量的肌肉纤维加以实现的。举重运动员掌握了如何抑制这些信号,利用它们在举重过程中让更多的肌肉发挥潜能。

除此之外,成功的关键来自训练,虽然遗传因素也扮演着十分重要的角色。前举重运动员瓦瑟曾经认为:“四肢短小的人力量更大,此外也有一些人他们的肌肉纤维数量要超过其他人。”

人体最多能够承受多强的辐射?

1987年9月,两名巴西男子走进戈亚尼亚一座废弃的医务所,拆下一个他们自认为非常值钱的配件。不到一天,两人出现呕吐症状,接着出现腹泻和眩晕。他们还蒙在鼓里,这个被废弃的设备实际上是一个用于治疗癌症的高辐射源。

废品收购商德瓦尔‧费莱拉对这个能在黑暗中发出蓝光的玩意儿产生出浓厚兴趣,花钱买下了这个辐射源。费莱拉将这个马克杯大小装有粉末状物质的罐子陈列在饭厅,并邀请亲戚好朋友前来观赏。他们还用手去触摸粉状物,并涂抹在身上,把自己变成狂欢节的荧光棒,有人甚至将这种放射性氯化铯当作盐带回家。然而,不出一个月,费莱拉的妻子、6岁大的侄女以及他的2名员工都因急性辐射综合症而命归西天。在这起事故中,受到放射性物质污染的人总共有249个。

衡量辐射量大小的单位是希沃特,在计算时还应考虑辐射的种类和遭受辐射身体面积的大小。会让受害者在几天内毙命的辐射量大约在4.5至6希沃特之间。鉴于我们每年受到天然辐射源氡照射的平均值仅为2.4毫希沃特,4.5至6希沃特可以说是巨量了。

2个希沃特左右的辐射量便可致人早逝,6个希沃特的量很可能让人即刻毙命,然而,费莱拉遭受到7个单位的辐射侵害,却幸运地活了下来。他于1994年因酒精性肝硬化而离开人世。没有人能确切的知道为什么费莱拉在遭受如此高剂量辐射的情况下会大难不死。最有可能的一种解释是,与妻子相比,他的大部分时间是在户外度过,这让体内受伤细胞获得时间进行自我修复。

人憋气的最长时间是多少?

大多数人憋气的时间很难超过一分钟,相比之下,法国人斯蒂凡‧米弗苏却有超强的自我控制能力。去年6月8日,他一口气憋了11分35秒,创造了“静态呼吸暂停”新的世界记录。

参赛选手将脸浸泡在冰凉的水池中,这么做并不是为了防止他们作弊,而是激发起他们体内哺乳动物具有的潜水本能。当你把面部浸泡于冷水时,表面血管开始收缩,迫使血液从肢体末端回流到心脏和大脑。于是,你的心率下降,减少了把氧气泵向全身的速率。经过训练,憋气高手能把心率降低到常人的一半。

在长时间憋气前做好过度的换气准备动作也同样至关重要。因为大脑会时刻监测血液中二氧化碳的含量,并依此作出何时触发呼吸反射的决定。迅速的深度呼吸能够将二氧化碳排出体外,让你在达到身体极限前尽可能延长憋气的时间。此外,拥有容量较大的肺是也是一种天然优势。

那么,我们是否已经达到了憋气的极限?瑞典隆德大学生理学家约翰‧安德森给出的答案是否定的。他对潜水员憋气的情况进行了深入研究,认为:“优秀的潜水员者的憋气时间有望延长到15分钟左右。”

然而,过长时间的憋气可能导致危险。安德森发现在陆地上尝试“静态呼吸暂停”会导致血液中被称作S100B的蛋白质含量提高37%,这种S100B蛋白质是缺氧性脑损伤的标志。安德森强调指出,虽然这种蛋白的升高幅度尚远低于在缺氧症中发现的水平,但长期从事静止憋气活动,会对生理机能带来损伤。

(文章来自译言网)

原文链接:https://allinfa.com/human-body-12-limit.html
原文标题:人体的12个极限探索 - 美博园
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