博爾特能否被超越
在剛結(jié)束不久的柏林世界田徑錦標(biāo)賽上,男子100米冠軍的紀(jì)錄又被打破了,牙買(mǎi)加飛人博爾特以9秒58的成績(jī)獲得冠軍,這個(gè)紀(jì)錄大幅度改寫(xiě)了他在北京奧運(yùn)會(huì)奪冠時(shí)創(chuàng)造的9秒69的世界紀(jì)錄,而9秒69的紀(jì)錄也是博爾特自己創(chuàng)造的。
從上世紀(jì)三十年代開(kāi)始,人類(lèi)運(yùn)動(dòng)的極限就被一次次地打破。1936年6月20日,歐文斯在芝加哥創(chuàng)造了10秒2的百米賽跑世界紀(jì)錄,這個(gè)成績(jī)?cè)诋?dāng)時(shí)認(rèn)為是人類(lèi)不可能達(dá)到的速度,保持了20年之久才被打破。之后很長(zhǎng)的一段時(shí)間里,10秒整數(shù)關(guān)口被認(rèn)為是人類(lèi)的極限。一直到1968年,美國(guó)短跑運(yùn)動(dòng)員海因斯終于突破了10秒大關(guān),以9秒95的時(shí)間打破世界紀(jì)錄。接著,百米賽跑的紀(jì)錄一次又一次地被刷新。但每一次的紀(jì)錄成績(jī)跟上次的越來(lái)越接近,要打破紀(jì)錄也越來(lái)越難,9秒60被公認(rèn)為人類(lèi)百米賽跑的極限,但這個(gè)極限又被輕松打破了。
人類(lèi)百米極限的下一個(gè)目標(biāo)在哪里?這個(gè)極限是怎么算出來(lái)的呢?除了百米賽跑,其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目是否也存在運(yùn)動(dòng)極限呢?發(fā)現(xiàn)周刊記者找到相關(guān)專(zhuān)家,幫助我們慢慢揭開(kāi)了人類(lèi)運(yùn)動(dòng)極限的謎底。
歐文斯創(chuàng)造了10秒2的百米賽跑紀(jì)錄
人們是如何測(cè)量運(yùn)動(dòng)極限的
關(guān)于人究竟能跑多快的問(wèn)題,始終像神秘的太空一樣讓人著迷和向往。
記者采訪了江蘇省重點(diǎn)學(xué)科“運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)”首席學(xué)科帶頭人、南京體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系主任錢(qián)競(jìng)光教授。錢(qián)教授說(shuō),大千世界,凡是由材料組成的物質(zhì),它就存在著一個(gè)極限的問(wèn)題。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),蓋樓的鋼筋水泥,它們的材料一旦確定,該物質(zhì)的承受力極限很快就能得到。因?yàn)殇摻钜埠?,水泥也罷,它們承受的力是存在著一個(gè)范圍的,不可能無(wú)限地?cái)U(kuò)大。作為人類(lèi)而言,人體是由生物材料組成的,因此人類(lèi)的運(yùn)動(dòng)潛能也肯定會(huì)存在極限。
對(duì)于人類(lèi)運(yùn)動(dòng)極限的話題,錢(qián)競(jìng)光說(shuō),現(xiàn)在大多數(shù)的科學(xué)家是通過(guò)力學(xué)、生物學(xué)等方法來(lái)預(yù)測(cè)人類(lèi)的運(yùn)動(dòng)極限。比如測(cè)試人骨的承受極限,只要將骨骼從人體中拿出,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到其最大承受力,就可以結(jié)合計(jì)算方法,推測(cè)出人類(lèi)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)極限的數(shù)值。
記者發(fā)現(xiàn),其實(shí)在上世紀(jì)末耐克公司曾經(jīng)做過(guò)一次百米極限的模擬測(cè)試。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,耐克公司將最有利于創(chuàng)造世界紀(jì)錄的外在條件全部輸入到電腦程序中。這些條件包括比賽的硬件條件、具備最佳運(yùn)動(dòng)天賦的身體素質(zhì),以及最適合比賽的天氣條件。
當(dāng)時(shí),世界上最優(yōu)秀的百米運(yùn)動(dòng)員是劉易斯,該實(shí)驗(yàn)于是將劉易斯的身材、本·約翰遜的起跑、劉易斯的后程跑,以及耐克按照當(dāng)時(shí)頂尖技術(shù)為劉易斯定制的跑鞋,并參照風(fēng)速順風(fēng)2米/秒的極限速度設(shè)定。經(jīng)過(guò)電腦測(cè)算,得出的人類(lèi)極限速度是9秒60。
在當(dāng)時(shí)看來(lái),這個(gè)速度已經(jīng)非??茖W(xué)和接近人類(lèi)極限了。但是隨著博爾特的出現(xiàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的人類(lèi)極限瞬間就被擊破了。這又是什么原因呢?
百米跑極限的預(yù)測(cè)為何老被打破
錢(qián)競(jìng)光說(shuō),因?yàn)椴柼氐纳眢w條件已經(jīng)全面超越了當(dāng)時(shí)做實(shí)驗(yàn)的組合人。從身體條件上,他比劉易斯高,而步頻卻很快,后程跑異常強(qiáng)大,起跑技術(shù)也很出色,10年之后,跑鞋研發(fā)技術(shù)已經(jīng)到了一個(gè)新的高度,綜合所有因素,9秒60的極限作古也就不奇怪了。
錢(qián)競(jìng)光說(shuō):“組成人體的生物材料又不等同于金屬水泥這樣的材料。生物材料是會(huì)生長(zhǎng)變化的,比如人體中的骨頭和肌肉。雖然骨頭的承受力有一個(gè)極限,但是只要訓(xùn)練方法得當(dāng),通過(guò)訓(xùn)練可以改變?nèi)梭w骨骼的承受力極限。”錢(qián)競(jìng)光解釋說(shuō),人骨中具有成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞,成骨細(xì)胞可以增加骨頭的承受力,而破骨細(xì)胞則可將骨質(zhì)進(jìn)行分解。當(dāng)人體所受外力不斷加強(qiáng)的情況下,破骨細(xì)胞將會(huì)轉(zhuǎn)化為成骨細(xì)胞,來(lái)增加骨骼的承受力。正因?yàn)槿绱?,人體的骨骼以及肌肉的承受力以及潛能是不斷變化的。
所以生物學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)其實(shí)存在著一定的誤差。因?yàn)榭茖W(xué)家用來(lái)做預(yù)測(cè)的骨骼和肌肉都來(lái)自于尸體。人體一旦死亡,骨骼和肌肉的機(jī)能就會(huì)損失,因此得到的數(shù)據(jù)和活體肯定是存在著誤差的。
9秒58的成績(jī)并不是百米跑的極限
在外人看來(lái),博爾特是一個(gè)完美的化身。但在田徑一線執(zhí)教多年的教練姚俊從另一個(gè)專(zhuān)業(yè)角度來(lái)分析博爾特的時(shí)候,不足也就出現(xiàn)了。博爾特身上存在不足,也就意味著,9秒58的世界紀(jì)錄其實(shí)還是具有提高的空間,人類(lèi)的極限并沒(méi)有因?yàn)?秒58的存在而終止。
姚俊是江蘇田徑隊(duì)男子百米的教練。姚俊說(shuō),過(guò)去的百米跑更強(qiáng)調(diào)對(duì)肌肉潛能的激發(fā)。那個(gè)年代,全世界的百米訓(xùn)練都注重股四頭肌、臀大肌、小腿三頭肌。所以以當(dāng)時(shí)的訓(xùn)練理念,預(yù)測(cè)出9秒60的人類(lèi)極限速度,應(yīng)該說(shuō)是非常準(zhǔn)確了。
姚俊告訴記者,一個(gè)完美百米跑的節(jié)奏其實(shí)是一個(gè)函數(shù)概念?,F(xiàn)在田徑界最流行的百米節(jié)奏是,前四十米屬于起跑階段。這個(gè)階段,運(yùn)動(dòng)員的頭都是不抬起來(lái)的,而且身體和地面呈一定的夾角。這樣的目的可以減少每一步之間的停頓,降低時(shí)間的損耗。在40米-80米的區(qū)間,選手要達(dá)到步幅和步頻的最佳效率。最后的20米則達(dá)到速度的峰值。姚教練說(shuō),如果能保持這樣的一個(gè)節(jié)奏,百米的成績(jī)肯定不會(huì)差。因?yàn)檫@樣的全程節(jié)奏,是被數(shù)學(xué)家計(jì)算過(guò)的最為科學(xué)的狀態(tài)。
所以,姚俊說(shuō)博爾特的技術(shù)還有上升的空間。因?yàn)椴柼卦诩铀倌芰ι献顝?qiáng),而在起跑技術(shù)和后程節(jié)奏的把握上,還不如蓋伊和鮑威爾。如果能將這三人的技術(shù)特點(diǎn)完美地集中在博爾特的身上,創(chuàng)造出9秒20的成績(jī),對(duì)于博爾特而言是完全可能的事情。
跑步中的物理學(xué)
采訪中記者還了解到,世界頂尖百米選手看似簡(jiǎn)單的跑步,其實(shí)還暗藏很多學(xué)問(wèn)。比如他們邁步的軌跡是一個(gè)橢圓運(yùn)動(dòng)的軌跡。姚俊說(shuō),百米跑除了節(jié)奏的把握之外,雙手的擺動(dòng)以及腳下的邁步也是很有講究的。一般來(lái)說(shuō),雙手?jǐn)[臂很多人都會(huì)做成一個(gè)單擺式的擺臂動(dòng)作。這樣的擺臂最大問(wèn)題是當(dāng)手臂擺動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)候總會(huì)有一個(gè)停頓。因?yàn)閱螖[運(yùn)動(dòng),到最高處的時(shí)候,它的速度是零。這樣的擺臂最大的問(wèn)題是無(wú)法做到不斷加速。就像秋千蕩到一定高度會(huì)停頓一下,然后才往下擺。
現(xiàn)在國(guó)際流行的擺臂方式是做圓周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)可以不斷地將速度提升下去。而腳下的邁步也是一樣,追求一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng),但是由于人體在跑動(dòng)中的半徑是變化的,所以最終演變成了一種橢圓形的運(yùn)動(dòng)軌跡。
雖然短跑的技術(shù)還有革新和提高的空間,但是姚俊和錢(qián)競(jìng)光教授都認(rèn)為,以人類(lèi)目前的訓(xùn)練手段和訓(xùn)練理念,百米速度已經(jīng)在極限的附近了。至于這個(gè)極限在哪里,誰(shuí)也無(wú)法得到一個(gè)準(zhǔn)確的答案。
電腦如何幫運(yùn)動(dòng)員體驗(yàn)極速感覺(jué)
當(dāng)百米的極限速度提高到9秒58的時(shí)候,下一步人類(lèi)的極限又該如何去突破呢?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,姚俊給出了自己的想法。他說(shuō):“也許在將來(lái),百米的訓(xùn)練將要從室外轉(zhuǎn)入到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。”
有了實(shí)驗(yàn)室后,我可以通過(guò)電腦程序設(shè)定,模擬出9秒50狀態(tài)下的步頻和步幅的感覺(jué),讓運(yùn)動(dòng)員在實(shí)驗(yàn)室中感受這樣的狀態(tài)。由于人類(lèi)的機(jī)體是具有記憶功能的,當(dāng)經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的模擬后,運(yùn)動(dòng)員再回到跑道上,他就可以盡量地去還原實(shí)驗(yàn)室的那種高速感,從而達(dá)到人體極限的再一次突破。
其實(shí)實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練法,在目前的頂尖高手中已經(jīng)有所涉及。像鮑威爾、蓋伊都曾前往日本,由日本的專(zhuān)家根據(jù)其生理特點(diǎn)進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。但是比起實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練法更具超前意識(shí)的,可能要算神經(jīng)訓(xùn)練法了。
神經(jīng)訓(xùn)練法是個(gè)什么訓(xùn)練法?
那么何為神經(jīng)訓(xùn)練法呢?
就是通過(guò)各種方式調(diào)動(dòng)人體的神經(jīng)元,使得神經(jīng)系統(tǒng)在比賽時(shí),能夠處于高度興奮,并產(chǎn)生異常能量的一種方法。由于目前這種方法,尚無(wú)人進(jìn)行研究,它的前景如何,目前也只是一個(gè)探索。姚教練說(shuō),自己曾經(jīng)親眼看見(jiàn),一個(gè)神經(jīng)病患者,在發(fā)病的時(shí)候,情緒異??裨辏浔l(fā)出的能量也是驚人的。他居然在瞬間將一根鋼條掰彎了。事后,姚教練也嘗試著去掰那根鋼條,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這根鋼條,常人根本無(wú)法掰動(dòng)它。為何一個(gè)神經(jīng)病患者可以呢?究其原因就是其在發(fā)病的過(guò)程中,瞬間爆發(fā)出的能量非常驚人。這就是神經(jīng)刺激的結(jié)果。如果這些能量能運(yùn)用到訓(xùn)練中,那么人類(lèi)極限再有一個(gè)質(zhì)的飛躍也并非沒(méi)有可能。
跳遠(yuǎn):速度與力量結(jié)合的完美角度是多少
江蘇女子跳遠(yuǎn)主教練朱華剛說(shuō),跳遠(yuǎn)的最終極限肯定是有的,但是具體的還沒(méi)有研究過(guò),過(guò)9米應(yīng)該是沒(méi)有問(wèn)題。田徑項(xiàng)目對(duì)天賦的要求比較高?,F(xiàn)在美國(guó)的菲利普斯和南非選手莫庫(kù)納跳得比較好。一般來(lái)說(shuō),1米85-1米90是比較好的身材。
要取得好的成績(jī)主要有三個(gè)方面的因素:速度、技術(shù)、心理。要取得好成績(jī),起跳時(shí)身體與地面成的角度也很關(guān)鍵,一般的運(yùn)動(dòng)員是16度、17度,優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員則是在20度到22度之間。跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)有比較適合的角度,這個(gè)夾角是人在起跳時(shí)的一剎那,水平速度和垂直速度產(chǎn)生的合速度與水平速度的夾角,22度是比較適宜的起跳夾角。這個(gè)起跳夾角是科研人員運(yùn)用影像分析法,也就是通過(guò)觀看錄像畫(huà)面分析高水平運(yùn)動(dòng)員的起跳,建立數(shù)字模型計(jì)算出合速度與水平速度的夾角。
還有就是騰體速度也很重要,所謂騰體速度就是腳離板瞬間的速度。有研究表示,跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在踏板的瞬間,其蹬力可以達(dá)到700多公斤。在落地的瞬間要把腿快速打開(kāi),盡量把腳跟舉高,使腳遠(yuǎn)離身體的重心。
跳高:人類(lèi)擺脫地球引力的極限是多少
程勝利是江蘇隊(duì)的一名老跳高教練,說(shuō)起跳高選手的選材,程導(dǎo)說(shuō),首先身材要高大,人要瘦。下肢盡可能要長(zhǎng)一些,因?yàn)橥仍介L(zhǎng)重心也就越高,過(guò)桿的時(shí)候也就更容易。最關(guān)鍵的是體重不能太大,因?yàn)檫@樣受到的地球引力會(huì)小些,人也就容易擺脫引力。
跳高技術(shù)分為力量型和技術(shù)型。中國(guó)選手由于力量方面的天生不足,肌肉纖維沒(méi)有外國(guó)人粗,所以主要走技術(shù)型路線。跳高技術(shù)中,速度很關(guān)鍵,因?yàn)榭焖俚闹苣軒?lái)很大的慣性,起跳的助力除了來(lái)自身體的慣性外,還來(lái)自于擺動(dòng)腿。擺動(dòng)腿要提供給人體近60%的動(dòng)力。但是速度越快,完成技術(shù)的難度也就越大。跳高的極限目前沒(méi)有人預(yù)測(cè)過(guò),就目前的世界紀(jì)錄(2米45)來(lái)看,人類(lèi)跳到2米70都還是有希望的。
其他體能運(yùn)動(dòng)的極限如何打破
短跑項(xiàng)目是體現(xiàn)了人的速度極限,而考驗(yàn)人體生理機(jī)能的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目還有很多,記者挑選了幾個(gè)比較典型的挑戰(zhàn)人的生理機(jī)能的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,看看人類(lèi)除了在速度上有所突破外,在其他方面是否也有突破的可能。
舉重:
人能忍受的壓力極限是多少
國(guó)家男子舉重隊(duì)副總教練,兩屆奧運(yùn)冠軍占旭剛的主教練王國(guó)新表示,舉重運(yùn)動(dòng)員的極限是有的,但是對(duì)于不同級(jí)別的運(yùn)動(dòng)員不一樣。比如說(shuō),小級(jí)別運(yùn)動(dòng)員可以舉起自己體重三倍出頭的重量。至于要達(dá)到那樣的極限,運(yùn)動(dòng)員需要在技術(shù)上和心理上的長(zhǎng)期訓(xùn)練,主要還是在肌肉力量上下工夫。據(jù)王國(guó)新介紹,目前有運(yùn)動(dòng)員舉起過(guò)260公斤的重量,而他預(yù)測(cè)人類(lèi)舉重的極限在270公斤。達(dá)到這樣的極限則可能要20-30年。
王國(guó)新表示,很多人看舉重比賽覺(jué)得舉重就是靠臂力,其實(shí)舉重是要求全身用力,雙腿固定,用腰的力量把杠鈴送上去,上肢用來(lái)起支撐的作用,身體的每一塊肌肉都要用。同時(shí),神經(jīng)系統(tǒng)也會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員取得突破有影響,“杠鈴的重量是永恒的,而人的情緒是變化的,情緒高不高直接影響肌肉的用力。”
身高在舉重項(xiàng)目中就不具備多少優(yōu)勢(shì),比如56公斤級(jí)的身高在150cm-155cm比較合適,77公斤級(jí)別身高在165cm-180cm之間就比較合適。因?yàn)槿绻且粋€(gè)重量級(jí)的比賽,身高高的人肌肉就要比矮的人肌肉相對(duì)要少一些,這對(duì)主要依靠肌肉力量的舉重來(lái)說(shuō)就比較吃虧了。
而相同身高、相同重量的人,誰(shuí)能舉得更重,就跟每個(gè)人的肌肉橫斷面維度有關(guān)。肌肉橫斷面維度的大小由是肌纖維的數(shù)量和粗細(xì)決定的,肌纖維越多越粗,肌肉質(zhì)量也就越好。一般來(lái)說(shuō),運(yùn)動(dòng)員的肌纖維要比普通人粗很多。肌肉力量好的爆發(fā)力就好。
我們運(yùn)動(dòng),主要是為了改變我們自身的身體條件,使得我們的身體往更強(qiáng)壯的方向發(fā)展,以適應(yīng)地球上的各種環(huán)境。即使這樣,我們的身體還是要面臨著各種挑戰(zhàn),比如疲勞、酷熱、嚴(yán)寒、缺氧、疼痛……這些可能都是我們通過(guò)運(yùn)動(dòng)也無(wú)法改變的。
那么,除了運(yùn)動(dòng)時(shí)所要面對(duì)的極限挑戰(zhàn),還有哪些生理極限在等著我們?生理的極限能像運(yùn)動(dòng)極限那樣不斷被打破嗎?本版主筆 快報(bào)記者 安瑩
人體挑戰(zhàn)自然的
能力有多強(qiáng)
◎人的身體能耐多少度的高溫和低溫?
◎人的生存極限是多少小時(shí)?
◎女人的耐受力比男人強(qiáng)嗎?
人一生心跳次數(shù)有定數(shù)嗎
人體最重要的器官莫過(guò)于心臟,心臟一旦停止工作,生命也意味著即將結(jié)束,一切的生理極限也意味著終結(jié)。但是,人體的心臟不可能永無(wú)止境地跳動(dòng)下去,它自身的運(yùn)動(dòng)也是有個(gè)極限的。曾經(jīng)有些報(bào)道說(shuō),人的一生心臟跳動(dòng)次數(shù)是有定數(shù)的,跳完了就生命結(jié)束了,這種說(shuō)法是否有道理呢?
江蘇省人民醫(yī)院心胸外科醫(yī)生周悅告訴記者,一生中心臟跳動(dòng)次數(shù)是沒(méi)有限制的,每個(gè)人根據(jù)自身的情況跳動(dòng)的次數(shù)都不同,這跟人的生活環(huán)境有關(guān),只要能提供人體足夠運(yùn)行的供血量就行。但是心臟跳動(dòng)的頻率是有一個(gè)極限的。
周悅說(shuō),每分鐘心臟射出的血量可以用心臟的跳動(dòng)次數(shù)乘以每次跳動(dòng)的血量來(lái)計(jì)算完成。人體最快心跳極限一分鐘220次,這時(shí)候的人已經(jīng)瀕臨死亡,而運(yùn)動(dòng)員最慢一分鐘40多次,這樣的跳動(dòng)數(shù)字能夠滿足人體的供血需求。超過(guò)這兩個(gè)最快和最慢的數(shù)值,心臟就不能繼續(xù)完成正常的搏血功能??茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn),即使參加體育鍛煉,在檢測(cè)和評(píng)估鍛煉效果時(shí),都不可能超越這個(gè)極限。
不過(guò),當(dāng)心臟停止運(yùn)動(dòng)后,也并不意味人很快就死亡了,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)經(jīng)常會(huì)用到電擊方式,使得心臟恢復(fù)跳動(dòng)。
為何有些人在使用電擊后能夠使心臟復(fù)活呢?周悅說(shuō),當(dāng)心臟停止跳動(dòng)時(shí),體內(nèi)的酶已經(jīng)紊亂,需要用電擊打散紊亂的酶,重新建立原來(lái)正常的生物鏈,才能重新恢復(fù)心臟跳動(dòng)。一般情況下,心跳停止四分鐘后是極限,人體可能由于腦部無(wú)法得到血液、氧氣而死亡。
什么樣的極限溫度下人還能生存
地球上之所以適宜萬(wàn)物生長(zhǎng),就因?yàn)樗羞m當(dāng)?shù)臍夂驐l件,適宜的溫度也是重要因素之一。那么,人體對(duì)溫度究竟有著什么樣的忍受力呢?
為了研究人類(lèi)所能耐受的最高和最低溫度?第三帝國(guó)(納粹)曾經(jīng)殘忍地用活人體實(shí)驗(yàn),而最終這場(chǎng)實(shí)驗(yàn)也沒(méi)有得出結(jié)果。南京醫(yī)科大學(xué)解剖學(xué)教授表示,我們只能根據(jù)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)記載來(lái)推測(cè)人類(lèi)耐受溫度的極限。
人到底有多大耐熱潛力?目前記載,人體置身其間尚能呼吸的溫度最高極限大約116℃,科學(xué)家曾對(duì)人體在干燥的空氣環(huán)境中所能忍受的最高溫度做過(guò)實(shí)驗(yàn):人體在71℃環(huán)境中,能堅(jiān)持整整1個(gè)小時(shí);在104℃時(shí),則僅僅能堅(jiān)持26分鐘。
不過(guò),人體的熱感還與空氣濕度有關(guān),當(dāng)空氣濕度達(dá)到一定程度時(shí),即使氣溫剛高過(guò)28℃,人也會(huì)感到悶熱;溫度再高時(shí),便會(huì)發(fā)生中暑昏迷。不過(guò)當(dāng)人們穿著衣服時(shí),衣服造成一種“次環(huán)境”,人的忍耐力會(huì)提高一些。
而反之,人體對(duì)低溫的極限又是多少呢?
中山大學(xué)人類(lèi)學(xué)博士陳華告訴記者,人類(lèi)本質(zhì)上是一種熱帶動(dòng)物,寒冷對(duì)于人體是一大挑戰(zhàn)。人體遇到寒冷時(shí),皮下毛細(xì)血管會(huì)馬上收縮,減少血流量,于是寒意便油然而生,如果血液停止流動(dòng),人就會(huì)死亡。英國(guó)研究表明:水溫在0℃時(shí)人可以忍受15分鐘,5℃時(shí)人可以忍受1小時(shí),10℃時(shí)能呆3小時(shí),25℃時(shí)能呆一晝夜。
人自身體溫的活命底線
人體對(duì)外部的溫度有個(gè)挑戰(zhàn)極限,而對(duì)于自身的溫度也有一個(gè)極限。體溫是人體必需的條件,體溫是通過(guò)人體內(nèi)的葡萄糖消耗而產(chǎn)生,能量分兩種形式儲(chǔ)藏,一種為普通熱能,另外一部分的能量?jī)?chǔ)藏在ATP里(腺嘌呤核苷三磷酸),在人體生理代謝的運(yùn)轉(zhuǎn)中,ATP時(shí)刻不停地給身體提供能量。
相比人類(lèi)能耐環(huán)境熱116℃,如果人的體溫超過(guò)42℃,人體內(nèi)的蛋白質(zhì)就可能會(huì)凝固,人體“大廈”將毀于一旦。為什么溫度高了反而會(huì)凝固呢?
周悅解釋說(shuō),維持人類(lèi)身體機(jī)能的“工具”是酶,酶需要在一定溫度下才能保持活性,一旦人體體溫超過(guò)這個(gè)極限,酶失去活性,就會(huì)停止工作。周悅說(shuō),如果人體體溫低于28℃,大腦就會(huì)缺氧,并停止給心臟供氧,這時(shí)人就會(huì)死亡。臨床上,在體溫為28℃的深低溫下,心臟停止跳動(dòng)15分鐘,就是極限。
人類(lèi)的視距可達(dá)到無(wú)限遠(yuǎn)
為了讓自己適應(yīng)世界,人體還配備了一個(gè)重要構(gòu)建,這就是眼睛,讓我們能夠與外界交流。但人們不禁疑問(wèn),人的視力范圍究竟有多遠(yuǎn),我們的視力有極限嗎?
江蘇省中醫(yī)院眼科專(zhuān)家告訴記者,眼睛的構(gòu)造就跟照相機(jī)或放大鏡的原理相似,只要能在眼中成像,不管多遠(yuǎn)的距離我們都能看到,主要跟我們觀察到的物體的大小以及光線的照射有關(guān)。所以當(dāng)天氣晴朗時(shí)人眼觀察的距離就遠(yuǎn),而有霧、雨天、黃昏時(shí)候,看見(jiàn)的距離要大為減小。一雙正常的眼睛,其視距可達(dá)到無(wú)限遠(yuǎn)。晚上你能看見(jiàn)距地球38萬(wàn)多千米的月亮,甚至遠(yuǎn)達(dá)億萬(wàn)光年的星星,就是明證。
但肉眼的分辨能力是有限的,而且差異非常大。就好比有些相機(jī)的分辨率低,拍到東西就模糊。據(jù)測(cè)試,視力正常的人,其分辨率約為二千分之一至五千分之一。
情侶耳畔的喃喃低語(yǔ)是多少分貝
我們能聽(tīng)到下雪時(shí)雪花落地時(shí)的輕擦聲,在酒吧里震耳欲聾的音樂(lè)聲也讓人感到十分過(guò)癮。那么人就能聽(tīng)到最高和最低的聲音是什么呢?
這和人耳的結(jié)構(gòu)有關(guān)系,人是靠耳朵里耳蝸的纖毛與聲音共振,來(lái)感覺(jué)聲音的,能共振的頻率是有限的,過(guò)高和過(guò)低的頻率就聽(tīng)不到了。專(zhuān)家告訴記者,人的耳朵能聽(tīng)到的音頻是20HZ—20000HZ;低于20HZ是次聲波,超出20000HZ是超聲波。但是在現(xiàn)實(shí)中,35HZ是人的聽(tīng)力下限。20—34HZ的聲音人雖說(shuō)聽(tīng)不到,但是身體可以感受到。
除了頻率,分貝也是考查人們聽(tīng)覺(jué)的指數(shù)。分貝是聲壓級(jí)的大小單位,聲音壓力每增加一倍,聲壓量級(jí)增加6分貝。1分貝是人類(lèi)耳朵剛剛能聽(tīng)到的聲音,20分貝以下的聲音,一般來(lái)說(shuō),我們認(rèn)為它是安靜的,當(dāng)然。20—40分貝大約是情侶耳邊的喃喃細(xì)語(yǔ)。40—60分貝屬于我們正常的交談聲音。60分貝以上就屬于吵鬧范圍了,70分貝我們就可以認(rèn)為它是很吵的,而且開(kāi)始損害聽(tīng)力神經(jīng),90分貝以上就會(huì)使聽(tīng)力受損,而呆在100-120分貝的空間內(nèi),如無(wú)意外,一分鐘人類(lèi)就得暫時(shí)性失聰(致聾)。
生理極限 理論與實(shí)際差距大
生命中還有很多極限我們無(wú)法預(yù)測(cè),不管是什么極限,這些極限是否能像運(yùn)動(dòng)極限那樣可以被打破呢?
研究人類(lèi)學(xué)的陳華告訴記者,理論和實(shí)際的差距很大。很多生理極限的理論數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)往往有很大差別。
比如說(shuō),關(guān)于“你有多耐寒”的測(cè)試表明,人體所能承受低溫的理論極限為零攝氏度,此時(shí)人體組織將結(jié)冰,所有細(xì)胞受到破壞最終導(dǎo)致人死亡。但實(shí)際上當(dāng)人類(lèi)體溫降至20℃時(shí),心臟活動(dòng)會(huì)完全停止,須借助電擊才可恢復(fù)心跳。
雖然測(cè)試表明理論極限數(shù)值往往高于人類(lèi)紀(jì)錄,但并不代表前者不可逾越。比如“失血量”,科學(xué)家說(shuō),正常成年人體內(nèi)共有3.8升至5.6升血液,如果短時(shí)間失血量達(dá)到40%,將威脅生命。如果人體流失50%的血液,會(huì)直接導(dǎo)致死亡。
然而,人類(lèi)在存活條件下的最高失血量紀(jì)錄竟高達(dá)血液總量的75%。1987年,癌癥病人梅利莎·克斯羅斯基被測(cè)出體內(nèi)僅有0.9升血液,相當(dāng)于她血液總量的25%。
此外,理論上,如果一個(gè)人被600只蜜蜂蜇咬,就只有50%的存活率。而迄今的紀(jì)錄是有人被2243只蜜蜂蜇咬后仍存活。
人的生存極限究竟是多少小時(shí)
汶川大地震中,人類(lèi)生存極限不斷在刷新,奇跡不斷在出現(xiàn)——107小時(shí),148小時(shí),164小時(shí),178小時(shí),197小時(shí)……就在今年6月17日,貴州晴隆縣新橋煤礦發(fā)生透水事故,三名礦工在井下被困25天約604小時(shí)之后竟奇跡般獲救,人類(lèi)生存極限不斷在刷新,生還奇跡不斷在出現(xiàn)。72小時(shí)還是不是人類(lèi)的生存極限?
南京醫(yī)科大學(xué)的專(zhuān)家告訴記者,72小時(shí)只是我們從醫(yī)學(xué)的角度已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的生理極限,并不能說(shuō)明人的生存極限只有72小時(shí)。每個(gè)人的生命極限都可以不同。有堅(jiān)強(qiáng)的人在強(qiáng)大的意志力的支撐之下,他的生命極限可能會(huì)到10天,甚至是超過(guò)10天。其實(shí),在地震72小時(shí)后,進(jìn)入第四天,只要有水、有空氣以及憑著關(guān)鍵的意志力的支撐之下,很多人都是可以存活7天到7天以上的。
人的生理和心理有一個(gè)壓力承受極限,對(duì)于這次礦工被困25天約604小時(shí)后還能生存,是因?yàn)樗麄兊纳硭刭|(zhì)強(qiáng)于常人,還是因?yàn)樗麄冇兄驳囊庵玖??南京資深心理咨詢師劉多告訴記者,人的生理承受力和心理承受力密切相關(guān)。意志越堅(jiān)定,忍耐力越強(qiáng);心理承受能力的高低決定了生理承受能力的高低,二者成正比關(guān)系。當(dāng)然,我們不能孤立地評(píng)價(jià)到底是生理承受能力還是心理承受能力誰(shuí)更重要,正確的說(shuō)法是在同等條件下,良好的心理素質(zhì)和心理應(yīng)對(duì)技巧是困境中求生的必備條件。
非洲人為何身材苗條、四肢較長(zhǎng)
人類(lèi)在面臨惡劣氣候的環(huán)境壓力時(shí),通過(guò)各種反應(yīng)形式,以對(duì)自身有利的變化來(lái)應(yīng)對(duì)這種壓力,使得自己能更好地生存下去。人類(lèi)的這種潛能,可以適應(yīng)任何環(huán)境。
陳華告訴記者,人的體型隨著環(huán)境氣溫而改變。在十九世紀(jì),有兩位生態(tài)學(xué)家注意到人類(lèi)的體型與環(huán)境氣溫的相關(guān)性。伯格曼認(rèn)為,兩個(gè)體型相似的個(gè)體,體型較大者單位體積的表面積較小,較易保存熱量,因而較容易適應(yīng)寒冷氣候,體型較小者單位體積的表面積較大,較易使熱量散發(fā),因而較容易適應(yīng)酷熱的環(huán)境。因此,生活在酷熱氣候中的人群,他們的體型較小,而生活在寒冷氣候中的人群,他們的體型較大。
陳華告訴記者,在炎熱地區(qū),人類(lèi)的軀干較苗條,四肢較長(zhǎng),以增大體表面積,有利于散熱;而在寒冷地區(qū),人類(lèi)的軀干較壯實(shí),四肢較短,以減少體表面積,有利于保存熱量。我們可以看到,在非洲撒哈拉鄰近地區(qū)生活的居民,有苗條的軀干和修長(zhǎng)的四肢,而在北極地帶生活的因紐特人卻有壯實(shí)的軀干和較短的四肢。
人類(lèi)體型方面的這種差異是一種遺傳適應(yīng),是自然選擇的結(jié)果。有人用12位男子做實(shí)驗(yàn)對(duì)象,讓他們?cè)谘谉岫睗竦沫h(huán)境下做4個(gè)小時(shí)體操,他們的出汗率非常高,但降溫的效率較低。當(dāng)他們適應(yīng)氣候之后,在十天后進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,他們的出汗率下降,他們體溫上升的幅度降低。這種現(xiàn)象是對(duì)酷熱環(huán)境的生理適應(yīng)。
為什么女性的生命極限比男性強(qiáng)
人類(lèi)為了發(fā)掘人體潛在的極限潛能,對(duì)自身做出了最艱辛的超越人體極限的挑戰(zhàn):法國(guó)人居伊·德拉熱靠雙腿游過(guò)大西洋,雙手搭在一皮筏上,全程達(dá)1000多海里,耗時(shí)55天;瑞士人比德·埃吉曼穿越世界最熱的“火爐”——死谷,行程508公里,耗時(shí)8天零13個(gè)小時(shí);古巴人皮平·費(fèi)雷拉斯屏息潛入130多米的深海里,在海底停留2分11秒;中國(guó)人王剛義在南極成功橫渡長(zhǎng)城灣……
醫(yī)學(xué)研究表明,如果一個(gè)人可以讓自己的大腦控制身上的每一塊肌肉,同時(shí)向一個(gè)方向用力,而又不產(chǎn)生力量分解的話,那么人的力量可以推動(dòng)比自己的體重高出1.5萬(wàn)倍的東西。另外醫(yī)學(xué)家們發(fā)現(xiàn),人體的極限男女有別:在遭受同等的打擊,如疾病、饑餓和疲勞等,女性的耐受力要比男性強(qiáng)。這一方面與女性體內(nèi)的激素有關(guān),也與女性體內(nèi)脂肪較多有關(guān)。
人類(lèi)從誕生的那一刻起就從未停止過(guò)對(duì)自身挑戰(zhàn)的步伐,在對(duì)自我的挑戰(zhàn)中,人類(lèi)逐步完善了自我、強(qiáng)大了自我。生命無(wú)極限,人類(lèi)的適應(yīng)性非常強(qiáng)大,生理極限的終極極
限在哪里,也許只有在科學(xué)的指引下不斷探索,未來(lái)的某一天才能揭開(kāi)這伴隨人類(lèi)直到永久的亙古之謎。