所謂人體極限就是人體承受各種打擊的最大限度,這種打擊包括意外傷害、疲勞、饑餓、干渴、酷熱、嚴寒、缺氧和疼痛等多種因素。探討極限問題,就必須超越極限,超越極限就意味著死亡,因此,人們只會去挑戰極限,誰也不敢去超越人體的極限。盡管如此,科學家們也一直在探索人體的極限,取得了一些參考的數據:
人體極限無限量嗎?這可能永遠是一個謎,但在應急狀態下,人體的極限是可以延伸的,如:前蘇聯有發生過一件不可思義的事情,一位婦女遇到一只餓狼,在緊急關頭她不知從哪里來的力量,從惡狼的口中抓出狼的舌頭,最后將狼打死。
人體極限不但是指人類的運動極限,還包括人類能夠承受各種極端環境打擊的生理限度,如:意外傷害、疲勞、 饑餓、干渴、 酷熱、嚴寒等多重因素。科學家一直在探索人類的這些極限,取得了一些數據。
人身體的許多潛力,至今仍處于不斷研究與開發中。英國《新科學家》雜志近日發布最新版本的“人體12大極限”,并指出,人類不斷挑戰自己、更新自己的身體極限紀錄,對于我們了解自身具有非常重大的意義。 從人的感官出發,我們可以發現有一種超越第六感的感官,那可以描述為一種以心靈感應出發的而又發自人自身的一種確實存在的一種感官。分類高原缺氧,海上暈船,是長期困擾人們的生理現象,是世界科學界公認的研究難題,它嚴重影響了部隊戰斗力的快速生成。經過解放軍體育學院軍事體能訓練研究中心科研人員的努力攻關,海上問題陸上解決,高原問題平原研究,戰時需要平時準備的戰略構想,被演繹成了現實——軍事體能訓練
最快的速度是百米9.48秒。美國斯坦福大學研究人員指出,速度依賴于人體強健的肌肉和修長的四肢,由于人體具有一定的重量,所以每提高一秒鐘速度,都會增加一定的能量消耗。速度與能量消耗的比值是有限的,這一極限可能是百米9.48秒。
專注度極限 專注度最多能持續12小時。美國賓夕法尼亞大學神經系統學家戴維?丁格斯發現,隨著時間推移,人們的反應會越來越遲鈍,大腦某些部位的活動也慢慢減少。對于大部分人來說,注意力最多能集中12小時,時間越長,注意力降低越多。
真空狀態極限 在真空狀態下最多能活一分鐘。當處于真空狀態下,人一般會在12—15秒內失去知覺,1分鐘左右死亡。專家指出,空氣消失會導致外部壓力降低,血液中形成氣泡,肺部最先受損,然后氮氣從血液溶出,導致神經系統受損。
記憶極限 最大的記憶極限是100本《白鯨記》。《白鯨記》是著名作家赫爾曼·梅爾維爾的一本小說,其100本相當于125M的信息存儲量。貝爾通信研究公司專家指出,這是成人一生中最大的記憶極限。 10后面跟8432個零
英國《獨立報》14日報道說,研究人員首次計算出了人腦的記憶容量,發現人腦在這方面的能力超過所有的電腦。那些預言電腦的能力將超過人腦的人已經能夠被證明是絕對錯誤的。 報道說,在《大腦與思維》雜志發表了上述計算結果的科學家們說,盡管最大的電腦的記憶容量是1,000,000,000,000個字節(10的12次方),人腦的記憶容量的字節數則大到10后面跟8432個零。研究人員說,記憶是自然智慧的基礎,而人腦的記憶容量至今還是個謎,因為沒人能建立合適的計算模型將其測算出來。人腦中神經元的數量是已知的,大約為1000億個,許多分析家以此為基礎提出了電腦不久將超過人腦的觀點。但是研究人員并不局限于這個角度,他們運用一系列運算法則,計算出了人腦的記憶總量,其中包括不同神經網絡的龐大數量,這項發現可能會改變電腦設計的思路。今后的電腦可能不是增加字節,而是模仿人腦,特別是更加注重神經網絡。
體溫極限 最低體溫極限:13.7攝氏度
人的核心體溫為37攝氏度,一般來說,外界溫度在20攝氏度左右,就能引起體溫下降。一旦體溫降到36攝氏度,人的反應和判斷能力都會削弱;降到35度走路會覺得困難;降到33度的時候,人會失去理智;30度的時候,人們則會失去知覺。核心體溫達到24攝氏度時,心跳則會停止。不過,目前已知的世界最低體溫紀錄是13.7攝氏度。
最高體溫極限:大約46.5℃ 解疑:這也是個有實例證明的結果。在1980年,美國佐治亞州亞特蘭大的氣溫為32.2℃,52歲的威利·瓊斯因中暑住進了亞特蘭大的格拉迪紀念醫院,當時他的體溫達到的最高記錄為46.5℃,經過24天后才完全退熱。
提示:正常人腋窩溫度的上限通常為37.4℃。如果發熱,最高不過達到42℃。
環境溫度極限 環境溫度極限:大約116℃ 解疑:這是人體置身其間尚能呼吸的溫度。 科學家曾對人體在干燥的空氣環境中所能忍受的最高溫度做過實驗:人體在71℃環境中,能堅持整整1個小時;在82℃時,能堅持49分鐘;在93℃時,能堅持33分鐘;在104℃時,則僅僅能堅持26分鐘。但是,據有關文獻記載,人體能忍受的極限溫度似乎還要高一些。
提示:有關實驗發現,由于無法透過排汗蒸發散熱,人在水中的耐高溫能力明顯低于干燥空氣中耐熱的能力。
飲食極限 不吃不喝最多能活一周。這取決于身體中水流失的速度。沒有水的情況下,身體中血液會越來越黏稠,循環變得困難,血壓降低,心率快速增加。一個人在沒有食物的情況下最多活73天,但沒有水最多能活一周。人如果不吃飯,不喝水,只能生存5天左右;如果不喝水,只吃飯,可以活1~2周左右;而不吃飯,只喝水,則可以生存40~50天,說明水是人生存中最重要的物質。
睡眠極限 不睡覺最多堅持264小時。專家指出,一般來說,人在不睡覺36小時后,就會覺得非常難受,48小時后,身體會不受控制地進入夢鄉。如果人連續50個小時不睡覺,活動能力體力等都會下降;如果在此基礎上再把受試者單獨放在一個房間里。受試驗者便會出現幻覺和類似嬰兒的舉動;如果連續70個小時不睡覺。注意力和感覺就會麻痹;到了120個小時,就會陷入精神錯亂狀態。長時間不睡覺會讓人的情緒發生波動,導致記憶力和注意力下降、協調能力缺失、說話含糊不清、產生幻覺等。長時間的不睡覺會產生什么樣的結果呢?1966年日本學者對一個23歲的男性進行禁眠試驗,結果是101小時8分30秒并沒有出現身體的變化,而且食欲旺盛,體重還增加了1.5公斤,但出現了錯覺和幻視等精神活動能力的降低。
承受重力速度極限 能承受的最大重力加速度是31.25g。當過山車俯沖而下時,人僅僅承受了5倍的重力加速度,就會頭暈、惡心。人承受重力加速度的最大紀錄是31.25g,如果未經訓練的話,一般在承受6g的時候就會失去知覺。
海拔極限 可到達的最高海拔是9000米。高海拔會導致人體缺氧,高原病的第一反應就是頭痛眩暈。英國南安普敦大學專家麥克?格洛科特表示,人如果長時間呆在海拔超過5000米的地方,會導致肌肉萎縮、肺部和大腦積液風險顯著增加、男性生育能力降低。
輻射極限 最多能承受7西弗特(輻射計量單位)輻射。國際放射防護委員會指出,身體每接受1西弗特輻射,會增加0.0165的致癌率。一般來說,X光射線的輻射為160毫西弗特/小時(1西弗特=1000毫西弗特)。2西弗特左右的輻射劑量就會導致早逝,6西弗特則有可能馬上致人死亡。
呼吸極限 最長能憋氣15分鐘。瑞典專家指出,長時間閉氣可能導致血液中S100B蛋白質含量提高37%,這種蛋白質是缺氧性腦損傷的標記物。
失血極限 一個健康成年人體內的血液大約在3.8到5.6升之間。如果失去超過15%的血量,人的脈搏就會加速跳動,人可能會覺得暈眩發冷。若是失去40%的血量,這將影響血液流回心房,從而使人出現心動過速的癥狀。理論極限:1.9到2.8升,約占人體血液總量50% 。我們知道,人體意外傷害危及生命主要是由于急性失血和疼痛所致。人體約有4000~5000毫升血液,相當于一開水瓶的容量,如果急性失血達30%以上,即1000毫升以上就可能達到人體代償的極限,而危及人的生命了。至于疼痛則由于各人對疼痛的耐受性不同,而難以定出一個極限來。 目前紀錄:約占人體血液總量75%1987年,一名癌癥病人被發現體內只有0.9升的血液,不過她的血液是在幾個星期內慢慢流失的。
吃辣極限 咖喱或者辣椒中的活性成份叫做辣椒素,辣椒素越多感覺就會越熱。普通的塔巴斯哥辣醬油中的辣椒 素約為萬分之二點六,哈瓦那紅辣椒中的辣椒素則可以達到千分之十七。
盡管辣椒素本身并不能造成化學燒傷或者其他直接組織損傷,但對神經系統卻影響甚大。除了難以置信的疼痛之外,你的眼淚鼻涕將不受控制,上半身痙攣,30到45分鐘內呼吸嚴重困難。 實際上,我們能夠承受的辣度只是警察用來防暴的胡椒粉的5倍強度。倘若你是一個沒有心臟病或者哮喘病史的健康人,一茶匙純辣椒素,不會致命,只是幾個小時內不會再想吃其他東西。
噪音極限 125分貝的聲音會讓人覺得頭疼,人類能夠忍受的聲音是160分貝,一旦超過這個數字,你的耳膜可能已經破裂。
人類迄今為止記錄到的最大聲音是1883年印尼喀拉喀托火山爆發時的聲音,當時它的分貝達到了180。聲音過大會對人的內部器官造成損傷。如果人在20公里的范圍內聽到200分貝的聲音,壓力波會損害他們的肺部,導致外部空氣進入血流,引起致命的肺栓塞。 理論極限:200分貝
目前紀錄:175分貝 美國研制的T-429戰術爆炸震暈手榴彈。它在距離2米的地方會產生175分貝的聲響。
力量極限 最多能拿起457.5公斤重物。美國洛杉磯南加州大學專家指出,人最終能舉起多大重量取決于肌肉纖維數量,一般來說,四肢短小的人力量更大。
承受力量極限
肌肉組織的每個肌纖維可以產生大約0.3微牛頓的力,而每平方厘米的肌肉可以產生大約100牛頓(10公斤左右)的力。但是前臂骨骼在5000公斤左右壓力下,就會粉碎。如果我們假設手臂肌肉能夠提供一半的力量,其余的力量來自腿部、臀部以及肩部等,你依然需要調動三頭肌及其周圍55厘米范圍內的所有肌肉才能達到這種力量。
理論極限:5000公斤
當前紀錄:300公斤 1931年,世界重量級拳王麥克斯·貝爾在與對手俄尼·沙夫的對決中,揮出了致命一拳。沙夫再也沒能恢復,6個月后死亡。
心跳極限
心跳極限:1分鐘220次
解疑:這是指心臟運動極限,即人體最大心率的計算公式。因此,也是迄今為止,科學發現的心臟能夠工作最大極限的心跳次數。超過這個數值,心臟就不能繼續完成正常的搏血功能。科學研究發現,即使參加體育鍛鍊,在檢測和評估鍛鍊效果時,都不可能超越這個極限。
提示:極限運動和面對應急事件一樣,如果人經常處于緊急戰斗狀態,此過程一結束,身體就會感到特別虛弱。長此以往會使生命透支。
心跳停止極限:大約4小時
解疑:曾有這樣一個實例:1987年有一位名叫揚·埃伊爾·雷夫斯塔爾的挪威漁民在卑爾根附近水域不幸落入冰水中。當他被送進醫院時,體溫已降到24℃,心跳也已停止。但是當給他接上人工心肺機后,他的心臟奇跡般地又恢復了跳動。
提示:醫學理論認為,一般情況下,心跳停止4分鐘后,人體可能由于腦部無法得到血液、氧氣而死亡。
腎臟殘存極限
腎臟殘存極限:大約30%
解疑:腎臟的功能單位為腎單位,雙側腎臟大約有200萬個腎單位,從而使腎臟具有較大的代償功能。當各種致病因素導致腎單位喪失達到60%~70%左右時,剩余健全的腎單位仍可滿足機體的生理功能需要。
提示:當殘存腎單位進一步減少低于30%時,就將出現腎功能不全。當低于10%~15%時,尿毒癥的癥狀就會出現。
分辨氣味極限
分辨氣味極限:大約3000種
解疑:一般人可以分辨出十幾種不同的氣味,而經過訓練的聞香師在畢業時,就已經能分辨并記憶400多種氣味,以后在不斷的實際操作中,還會進一步增強這種能力,至少要能熟悉2000種氣味,出色者大約可以記住3000種氣味。
生理極限
一個非洲人能用雙手同時拖住向相反方向開動的兩輛汽車;一個美國人雙手提著461公斤重的大石頭,走了8.84米;我國一位奇人曾躺在布滿碎玻璃的木板上,身上壓著重約50公斤的大木板,讓十幾位觀眾站在木板上踩。雖然目前對這些現象還沒有一個科學的定論,但在近年新興的“人類極限學”中,卻有越來越多的專家對其進行深入探討,希望通過遺傳、基因等的研究,找到人體生理的極限。
人體極限男女有別:女性的生理耐受力比男性強,在遭受同等的打擊,如:疾病、饑餓和疲勞等,女性的耐受能力要比男性強。這一方面與女性體內的激素有關,另一方面與女性體內的脂肪較多有關。
由此看來,人體的極限之謎,尚不能完全揭開,而且與多種因素有關。我們要了解人體極限,又不可片面挑戰極限,因為,過度勞累、饑餓和寒冷等的刺激是有害健康的,甚至會引起過勞死。
挑戰人體極限
馬里亞納海溝、珠穆朗瑪峰、南極、阿齊濟耶沙漠和國際空間站都有一個共同點:它們都屬于極端環境,是對人體極限的挑戰。人類完全沒有必要親臨這些地方去體驗生存的艱難。即便對于那些具備超強適應能力的人來說,地球上還有很多地方是不適于人類居住的,比如嚴寒的極地、酷熱的熱帶、空氣稀薄的高山地帶。另外,地球上還有3/4的面積被水覆蓋,其實,留給人的生存空間可謂少之又少。
然而,也許是出于好奇,或者僅僅是為了去驗證書本上的內容,人類已經發明出各種技術,幫助我們去挑戰這些極端環境。今天,乘飛機飛行于高空或者背上氧氣瓶下潛到深海中已經不再是難事。
讓我們看看在這些極端環境下人類的身體狀況以及克服極限的能力。
高山
地球最高點:珠穆朗瑪峰
高度:8844米。7500米以上被稱為“死亡地帶”,罕有人能在此環境下逗留超過1小時。大氣壓力:0.33個大氣壓
在高山上呼吸不是一件易事,其原因并非像人們通常想像的那樣是因為缺乏氧氣,因為氧氣在大氣中的比例(21%)是保持不變的。問題在于,當高度越高時,空氣越少,壓力也越小,而這種壓力恰好是肺部呼吸所需要的。珠穆朗瑪峰的最高點只有0.33個大氣壓,是海平面的1/3。當壓力降低到如此水平時,空氣很難進入人體,肺泡無法獲得所需的氧氣量,也就無法把它輸送給血液,并提供給肌肉組織。
如果人突然從海平面到達珠穆朗瑪峰,將會在幾秒鐘內陷入昏迷。但是,1978年時意大利登山家賴因霍爾德梅斯納和奧地利登山家彼得哈伯勒卻在不攜帶任何氧氣設備的條件下成功登頂。除了他們職業登山運動員的身份外,這次成功登頂還因為他們事先已經在3000米到6000米的高度適應了數周高山環境。因此,他們體內負責把氧氣從肺部輸送到各組織的血紅蛋白數量明顯增加。從這個意義上說,長期生活在高山地帶的人,如安第斯山脈的印第安居民在身體上則具備相對優勢。已經有證據表明,生活在4000米以上的玻利維亞高山居民的心臟比常人大,肺部的微血管也更多,能夠更輕易地把氧氣輸送給全身。與此相對照的是,他們的血液也更加濃稠,這就很容易造成心血管疾病。
在這樣的環境中,人極易出現高山反應。原本各項機能正常的人體容易出現極度疲憊感、頭痛、眩暈、消化速度減慢、惡心以及心跳過速等癥狀。在海拔3829米的玻利維亞首都,心肌梗塞是一些外國使團最易出現的疾病。高山反應在2500米到3000米的高度就會出現,取決于個人身體狀況,有些人的癥狀會持續很長時間,也有人能迅速適應。但是,如果身體已經出現了高山反應,但還在繼續攀登,出現肺水腫和腦水腫的風險就會增加。此時最好的辦法就是立即下山。此外,在高山上每上升100米溫度就會下降0.6攝氏度,冷空氣也容易加重癥狀。
突然減壓現象是在有一定高度的地方容易出現的另一問題。在模擬機艙壓力突然減小的低壓氧艙內,“高度”突然降至1.06萬米以下時,摘下氧氣面罩后,人容易出現眩暈、頭痛、意識混亂等癥狀。
深海
地球的最低點:太平洋的馬里亞納海溝
深度:10924米
壓力:1100個大氣壓
在深水下,壓力是海面的上千倍。在這樣的環境中,人體的感覺恰好與高山相反。深海中的高壓對人 體各生命器官都會造成威脅。對于一個潛水員來說,壓力的大小由下潛的深度以及水的密度和重力決定。每下潛10米大約會增加1個大氣壓。這時身體內產生的氣泡會對潛水員造成嚴重影響,其身體的各器官,如肺、消化系統以及聽覺系統都會隨著下潛深度的增加而受到擠壓。
古巴潛水運動員皮平費雷拉斯在2003年創下了自由下潛至170米的紀錄。如果要做到這一點,心臟必須收縮至一個李子的大小,血液不再在肢體內循環,以便集中在胸腔,避免肺部衰竭。與此同時,費雷拉斯的心跳也降至每分鐘10次。他僅用了2分39秒就完成了下潛和上浮的全過程。
有些潛水員可以在水下屏息長達7分鐘,但這與海洋哺乳動物仍然無法相
提并論,它們可以把氧氣儲存在血液中。抹香鯨體內的肌紅蛋白是人類的10倍,因為三級結構肌紅蛋白是抹香鯨在深海生存的必要條件,抹香鯨熱衷于大型烏賊、章魚、魚類等的食物不是它喜歡不喜歡的問題,而是要保證體內的肌紅蛋白三級結構穩定而不被氧化。抹香鯨的食物為主食大型烏賊、章魚、魚類,而烏賊、章魚主要吃蝦、蟹、等甲殼類動物和魚類。根據2008年荷蘭萊頓大學的科學家弗朗西斯科·布達(Francesco Buda)教授和他的實驗小組成員,通過精確的量子計算手段發現熟透的蝦、蟹、三文魚為代表魚類等呈現出誘人的鮮紅色的原因,是因為蝦、蟹、三文魚為代表魚類等都富含蝦青素(英文稱astaxanthin,簡稱ASTA),熟透的蝦、蟹、三文魚為代表魚類等的天然紅色物質就是蝦青素。與大王烏賊拼得你死我活,其本質就是互相爭奪對方的蝦青素資源,以利于自己能夠在深海中長期生存下去。所以抹香鯨的肉呈暗紅色的原因不僅僅是富含肌紅蛋白,而是同時也富含蝦青素的原因。
人類可以下潛的極限是200米。為了能夠下潛到這個深度需要呼吸與水中壓力相仿的壓縮空氣。最糟糕的情況是隨著下潛深度的增加,人體吸入越來越多的氮氣,如果氮氣在各組織內擴散超出了標準則必須立即采取措施釋放多余氣體,這就是所謂的“減壓”過程,否則就會出現“減壓病”,體內各組織會產生氣泡,使關節疼痛、耳鳴、肺部和大腦受損等,嚴重時會導致死亡。
為了能改善人類在水下的條件,除發明潛水艇外,科學家們還研究新型的混合氣體以便幫助潛水員能下潛得更深。氦氧混合氣可用于水下30米至250米的深度,有助于縮減減壓的時間。但這種混合氣體的不利之處在于會讓身體失去熱量。因此,科學家們又研究出了由氧氣、氦氣和氮氣組成的三氣混合體,能夠在水下450米的深度使用。但是,如果真想延長下潛時間,最好的辦法是采取飽和潛水的辦法,也就是說數日乃至數周的時間內呼吸混合氣體,習慣水下20米的環境。通過這種辦法,各組織內的氮氣達到飽和狀態,潛水者就可以在水下逗留無限長的時間。但是,減壓也需要數日的時間。看來,要想像魚一樣在水下自由活動是要付出代價的。
酷熱
地球上最熱的地方:利比亞的阿齊濟耶沙漠
平均氣溫:57.8攝氏度
人體體溫一般保持在36.5攝氏度到37攝氏度之間。如果經過長時間運動,則可能上升至40攝氏度。但如果達到了41攝氏度,身體就面臨中暑的危險。如果達到44攝氏度,死亡則無法避免。同理,如果體溫降至36攝氏度以下,生存的希望也很渺茫。人體對溫度變化的忍耐程度的確非常有限。
人體各器官普遍無法承受高溫的侵襲,但大腦是最無法抵御這種侵襲的器官。當人體開始適應高溫時,便會開始出汗。出汗會導致喪失部分電解質,如鈉、鉀、鎂和氯等。此外,心跳頻率也會增加。皮膚上的微血管擴張,以便使體內的熱量更加有效地散發出去。但是,隨著氣溫的不斷升高,體內細胞會受到損害,因為高溫阻礙了血液暢流,導致細胞干燥,細胞壁無法傳遞生命物質。
盡管我們可以忍受桑拿房中高達90攝氏度的溫度,但最好還是不要去刻意體驗高溫。當大腦細胞達到41攝氏度時,我們可以毫不夸張地說我們已經被煎熟了。非洲塔爾基人以及其他生活在沙漠地帶的人知道,適應高溫天氣的關鍵在于穿多層衣服,將頭和身體完全包裹起來。即便如此,在每年前往麥加朝圣的路上,還是會有上千人死亡。
如果體內缺水達到15%,人就會死亡。但是,駱駝卻有能力將水分儲存在體內,這是因為它可以自行調節體溫,避免出汗。也許人類在面對高溫時唯一能做的事情就是發明空調。
極地嚴寒
地球上最冷的地方:南極洲東方角
平均氣溫:零下89.96攝氏度
除了寒冷,南極還是一個地勢較高(海拔2800米)、干燥而多風的地區。南極點位于南極洲的中心地 帶,這是一個人跡罕至的地方,雖然擁有大量的飲用水,但還是很少有哺乳動物生活在這里。禽類也僅僅是在其外圍飛過。只有企鵝、魚和海豹敢于挑戰這里的嚴寒。
寒冷、高海拔和干燥等氣候條件湊在一起更加重了對人體的影響。在踏上南極大陸以前,必須做好給體內補水的充分準備,并穿上厚的衣服,還可服用乙酰唑胺藥片以緩解因地勢高而產生的不良反應。
長期置身嚴寒中,人體的能量損失嚴重。因此,南極考察基地的工作人員每天必須攝入4000千卡的食物,如果溫度降至零下40攝氏度以下,則必須攝入6000千卡。所謂南極綜合征就是指甲狀腺素分泌發生變化,脂肪新陳代謝的頻率加快。可見,要想減肥沒有比去南極更好的選擇了。
體溫過低是南極威脅人體的另一問題。當體溫降至35攝氏度時,人體抵御寒冷的能力開始降低,達到27攝氏度以下時則會出現昏迷。如果在南極落入冰冷的水中,15分鐘內就將死亡。
在零下60攝氏度的氣溫下,咖啡在尚未倒入杯中時就已經結冰,而暴露在外的雙手在3分鐘內就會凍傷。阿蒙森-斯科特考察站的工作人員每當外出時都會穿上重達20公斤的衣服。寒冷也會降低人體抵御感染的能力。
與人類相反,企鵝和海豹則可以通過厚厚的脂肪層和皮膚來保持體溫。生活在極地的因紐特人和拉普蘭人的身體代謝頻率要遠遠低于正常水平,這樣能幫助他們保存能量。
太空
距地球最遠的人類生存地:國際空間站
在外太空,如果沒有宇航服的保護,宇航員們根本無法生存,哪怕是1分鐘。失重是宇航員遇到的最大問題。一方面,血液會積壓在胸腔和頭部,造成充血,并喪失味覺;另一方面,失重還會導致暈眩、惡心和失去平衡感。如果在太空服內嘔吐則會造成更大的危險,因為在沒有重力的情況下,廢物無法下降,從而導致窒息。
在太空中人還會失去方向感。“上”與“下”的概念在太空中根本不存在,因此只有三維視覺空間才能幫助人定位。此外,人體生物鐘也將被打亂,因為在太空中每90分鐘就有一次日出。太空艙的空氣必須保持清新,防止宇航員們會吸入自己呼出的二氧化碳。
失重會導致心血管出現問題,動脈壓力的減小也會阻礙心臟的正常工作。此外,還會出現周圍視覺喪失,肺部萎縮等癥狀。總之,太空成為人類的另一居住地還是一件遙不可及的事情。
據美國《科學文摘》透露,該館將出一本《人體歷書》,揭示有關人體的一些最驚人而又極其重要的事實,并從中摘要一些重要的數據資料:
△一個身材高大的人每小時脫落60萬個上皮細胞。如此計算,他每年喪失的皮膚就達0.68公斤。如果按70歲壽命計算,則一生中將失去47.7公斤皮膚。
△人們每天脫落大約45根頭發,有些人可達60根。但由于人的頭皮上天生約有12萬根頭發,因此,這點損失無關大局。多數人頭發的脫落與再生是保持相對平衡的,否則,按此計算,一個人一生喪失的頭發可高達150多萬根,相當于全部頭發脫落12.3遍。
△人體中的紅血球平均壽命為4個月。按它在血液循環中的速度計算, 一個紅血球總共要游走1600多公里。
△人的大腦擁有100億個神經細胞,它每天能夠接受8600萬條信息。據估計,人的記憶系統潛力頗大,一生能容納100萬億條信息。這是一個十分龐大的天文數字。如果一個人生下即按每秒兩個數讀,且24小時不停,活到 70歲也數不夠50億,數100萬億則需140萬年!
△如果把人的大腦的新陳代謝轉化為能量的話,它所產生的能量竟抵得上一只20瓦的電燈泡所發出的能量。
△咽喉是人體最繁忙的通道之一。通過嘴和咽喉,人一生中吃掉40噸食物,吸入空氣約500萬立方米。tv4中國兒童資源網
△人的大腦十分精妙而復雜。其神經系統比今天全世界的電話網還復雜 1400倍。目前科學家只能描繪出它的很小一部分工作原理圖。
△人的眼睛在天黑1分鐘后對光的敏感增強10倍;天黑20分鐘后增至 6000倍;而在天漆黑后40分鐘,眼睛對光的敏感性達到極限位,比天黑前增強25000倍。
△人的大腦中發生著十分復雜的化學反應,平均每秒鐘達到10萬次。
△人們講話發出的聲波能量極其有限,但若是讓全球的人同時講話,那么他們發出的聲波綜合能量超過1個小時發電站輸出的發電量。
△我們的5種感官(眼、耳、鼻、舌、身)不斷接收各種不同的感覺數據。但是,這些接收的感覺數據只有1%是通過大腦加工處理的,而其余99%的數據則被當做無關緊要的信息而篩選掉了。
△人體每平方英寸體表面積平均寄生著3200萬個細菌,因此,人體上共寄生著1000億個細菌。由于人體與細菌之間、細菌與細菌之間存在某種制約,更由于人體皮膚是一道天然防線,所以正常情況下不表現出某種病害。
△使人獲得嗅覺的感覺斑只有3/4平方英寸那么大,而獵狗的嗅覺斑至少有10平方英寸,鯊魚有24平方英寸,老鼠的嗅覺感受器最大,幾乎與它整個身體的皮膚相等。
△人的大腦在一個物體的反射光第一次進入眼睛之后,僅5%秒鐘內就可以辨認出這個物體。
△人的心臟晝夜不停地搏動,它每天消耗的能量相當于把重約2000磅的物體舉到41英尺高度所需的能量。當一個人50歲時,他的心臟所完成的總工作量相當于把18000噸東西舉到142英里的高度。
△正常人的眼睛十分敏銳,他夜晚在山頂可以看見50英里之外的一根火 柴發出的火光。
△一個人靜躺在床上的話,每分鐘只需吸入大約8.8升空氣。改躺為坐,則需翻倍,消耗17.6升。散步耗氧是靜躺的3倍,為每分鐘26.4升。跑步的話則高達每分鐘55升。
△人體2平方英寸皮膚約有645條汗腺、77英尺神經、1000個神經末梢、65根發囊、75條皮脂腺和19英尺毛細血管。
△缺乏睡眠比饑餓更容易使人死亡。人不睡眠可能只能熬10天即會死去,而挨餓則可能掙扎著度過幾周。tv4中國兒童資源網
△人的大腦傳送的神經沖動最快的可達每小時約250公里。
△人體由大約100萬億個細胞構成,而在一生中卻大約有10000萬億次細胞分裂。一個人如果能活100歲,那么他平均每一天都有3000億個細胞在分裂,平均每秒鐘有300萬個細胞在分裂。
△據計算,一個只活60歲的人,一生中進出身體的水分高達75噸,糖 17.5噸,蛋白質2.5噸,脂肪1.3噸,合計96.3噸。這些東西可裝滿載重4噸的卡車24輛,相當于60公斤體重者自身體重的1600倍。人體中的-黃金分割
0.618是一個十分奇妙的數字,數學稱之為“黃金分割”。具有0.618比例的構造,既美觀大方又十分穩固。人的身體中也有許多“黃金分割”:肚臍的上部與下部的比值是0.618,咽喉至頭頂與咽喉至肚臍的比值是0.618,膝蓋至腳后跟與膝蓋至肚臍的比值是0.618,肘關節至肩關節與肘關節至中指尖的比值也是0.618。
一項研究表明,14個g的橫向加速度可以讓人的器官分離,而4到8個g的加速度可以讓人昏迷。
據國外媒體報道,科學家們經過長期研究和試驗,發現了幾個人類能夠承受的極限數據,比如人類在連續11天被剝奪睡眠后會進入無意識狀態,在14個g的橫向加速度下會器官分離等等。這些研究數據讓人類更加清晰地了解到自身的極限。
人們經常聽說各種各樣神奇的生還經歷:比如子彈射進腦部還能活下來;從十層樓的高處摔下奇跡生還;或者在海上漂泊幾個月依然存活的例子等。可是一旦把人類放到海平面上方幾千米或者下方幾千米的地方,人類都會在幾分鐘之內失去知覺。人類的身體在很多情況下看似非常強壯,但是如果把整個宇宙環境考慮進去的話,人類其實是非常脆弱的。
一個普通人的基本生存的邊界很早之前就被界定了:著名的“三”原則已經告訴過我們,在沒有空氣的情況下人僅能存活3分鐘;在沒有水的情況下人能活3天;在沒有食物的情況下,人能存活3周。其他的一些極限大多數都是猜測性的,因為很少有人會去做那些嘗試:比如,人在連續多久不睡覺之后才會因此斃命?人類可以爬到海拔多高的地方才會窒息?人體能承受的最大加速度是多少?
在過去幾十年所進行的試驗中,有許多是刻意的,當然也有許多意外發生的試驗,已經幫助人們摸清了人類能夠生存的“領域”。 人類能多久不睡覺?
據稱,空軍飛行員在被剝奪睡眠3到4天之后會進入一種精神錯亂的狀態,而且會因為突然進入睡眠而導致飛機墜機。即使只有一個通宵沒有睡覺,也會暈暈乎乎的像喝醉了一樣。人類最長不睡覺的記錄是264個小時,這個記錄由一個高中生在1965年創造,在11天之后他將要睡著時,他基本上已經進入了無意識狀態。
那么人在停止睡眠多久后會因此而喪命呢?據報道,在今年6月,一名男子為了看歐洲杯的所有比賽連續熬夜11天最終喪命。但是,他在熬夜的同時也大量地飲酒和吸煙,因而他的死亡原因無法單純地去界定為缺少睡眠。到目前為止,還沒有任何一個人是因為睡眠被剝奪最終喪命的,而且科學家們也無法在實驗室找到這個問題的準確答案。
不過科學家已經在小白鼠身上做了類似實驗。在1999年,芝加哥大學的睡眠專家將小白鼠放在十分吵雜的環境中,并不斷記錄小白鼠發射出的腦電波以確認小白鼠沒有睡著。當小白鼠快要睡著的時候,音樂就會突然響起并且把它推向墻邊讓其保持醒著的狀態。小白鼠在這個環境里待了兩周后死亡了,并且在其死亡的前夕發現了代謝亢進癥狀,在這個癥狀中,生物體即使在完全靜止的狀態下也會燃燒大量的卡路里。而這個癥狀也正是因為缺乏睡眠而引起的。
人類最多能承受多少放射物?
放射物會對生物體造成長期的傷害,因為其可以扭曲DNA,改變基因密碼從而改變細胞的成長。但是,人在吸收多少放射物才會因此斃命呢?根據核工程師及放射性安全專家彼得-卡拉卡帕的說法,吸收5到6西韋特單位的輻射會讓你身體的細胞被破壞的速度超過身體自身修復細胞的速度。在輻射中呆的時間越長,細胞被破壞的速度越快。
比如,福島核電站的一些工人在處理去年3月核事故現場的時候每小時吸收了0.4到1西韋特的輻射。雖然在事故之后他們依然存活,但是科學家稱他們患癌癥的幾率已經大大增加了。
即使人們沒有面對核輻射或者核爆炸的危險,但是因為自然環境中本身就存在放射性物質,因此我們患癌癥的幾率也在以每年0.025%的速度增加。這也讓人類壽命的延長受到阻礙。
卡拉卡帕認為,“一個人在杜絕其他輻射的情況下,僅僅只在地球環境自身存在放射物輻射環境中存在4000年所接受的輻射量也足以讓人患上因放射性引起的癌癥。但是在短期內我們完全不用擔心這個問題,因為沒人會活到4000歲。”
人類能承受多大的加速度?
人體的胸腔保護著心臟免受撞擊的傷害,但是它的保護功能在現代科學技術的發展下卻略顯脆弱。或許,在達到一定程度的加速度時,胸腔也根本起不到保護的作用。
美國宇航局和軍方研究人員在尋找這個答案的道路上大步前進著。他們為了制造安全的飛行器和航天器需要了解這個數據。橫向加速會因為對人體施加不對稱力而對人體造成傷害。根據《大眾科學》最近刊載的一項研究表明,14個g的加速度可以讓人的器官分離,而4到8個g的加速度可以讓人昏迷。
向前或者向后的加速度對身體來說更容易承受一些。軍方在20世紀40、50年代的試驗表明人體可以承受45個g的減速。在這個速率下,人從1000千米/小時的速度減速到停止只用1秒鐘。但是,根據研究結果,在50個g的減速情況下,人體還是會被撕裂。
人類能承受怎樣的環境突變?
人類是一種很能適應環境變化的動物,不論是氣壓的變化,溫度的變化或者氧氣濃度的變化。不過,人類能否適應這些變化依然取決于環境變化的速率,因為人體只能較慢地去改變對氧氣的使用率來適應外部環境的變化。那么,臨界點在哪里呢?
大部分人在60攝氏度并且濕度極大的環境下會產生體溫過高的癥狀。因為低溫而死亡的情形卻很難測量。當人體體溫降低至21度的時候會斷氣,不過這也取決于一個人有多耐寒。
根據美國宇航局1958年的報告,人可以在4到35攝氏度的環境中生存,而且35攝氏度的環境下相對濕度不到50%的時候,人可以通過流汗來保持體溫不至于過高。在一些科幻電影場景中,宇航員在太空中失去了頭盔的時候,我們都會認為他們因為缺氧和壓力差而死亡。在地球大氣層中,空氣中含有21%的氧氣,當氧氣濃度降低到11%的時候我們會窒息。不過,太高的氧氣濃度也會要人命,長期在高氧氣濃度環境中生存會讓人肺部發炎。
當氣壓突然降低至地面大氣壓的57%的時候人們會斃命,這個氣壓差不多等同于在4572米高空的氣壓值。登山運動員可以承受更大的壓力是因為他們的身體慢慢在適應了低氧環境中生存,不過,沒有任何人能不借助氧氣瓶在7925米的高空長時間存活。
==========================================================
人類一直在追求分辨率更高的顯像技術,以獲得更清晰的圖像,一項新研究讓“最清晰”圖像成為現實。這一圖像在每英寸(約合2.54厘米)距離上可以有10萬個像素點,這是光學分辨領域無法超越的理論極限。
英國《自然·納米技術》雜志12日在線刊登報告說,新加坡研究人員完成了這樣一幅圖像。這是一幅常用作圖像測試的彩色女子頭像“萊娜”,整幅頭像大小只有50微米見方,它的清晰程度達到光學分辨率的理論極限,即在每250納米距離上安放一個像素點。
之所以說這是理論極限,是因為光的衍射性質決定,如果兩個像素點之間的距離低于250納米,它們發出或反射的光就會互相影響,使圖像模糊。我們在日常生活中也有這樣的經驗,如果兩個物體靠得太近,它們快要接觸的邊緣位置看起來會變得模糊。
要達到這樣的清晰度,使用顏料噴涂等傳統手段是非常困難的。研究人員此次利用了納米尺度上的光學原理。“萊娜”的每個像素點實際上是由4個納米級的金屬柱組成的,根據等離子共振原理,如果調整4個金屬柱的大小和間距,它們作為一個整體反射出的光就會呈現出不同顏色,通過這種方法可得到一個全彩色的“顏料盤”。
不過,用這種技術制成的圖像已經遠超出人眼的分辨能力,要用光學顯微鏡才能分辨,而它的分辨率也已經達到了光學顯微鏡的極限。
研究人員表示,這項技術有多種應用前景,比如可用來在目標物體的某個角落印下極小的水印,起到保密或驗證的作用;還可用于制造新一代光盤,憑借密集的像素點儲存大量信息。