王喆辰

日常生活中的人體極限

人類最多可以多長時間不睡覺呢？

答案是264個小時，相當(dāng)于連續(xù)十一天不闔眼。這一紀(jì)錄是由一名叫做蘭迪·加德納的中學(xué)生于1965年創(chuàng)下的，在創(chuàng)造紀(jì)錄的最后幾個小時，蘭迪其實已經(jīng)基本進(jìn)入了意識模糊狀態(tài)，對周圍環(huán)境中的一切刺激都沒有反應(yīng)了。

人類天生具有晝夜節(jié)律，當(dāng)夜晚來臨時，身體里的生物鐘會通過神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)令個體感到困意，停止一切活動，進(jìn)入睡眠狀態(tài)。若是超過一定的時間不睡覺，就會產(chǎn)生各種生理心理問題，包括脾氣暴躁，情緒不穩(wěn)定，認(rèn)知能力嚴(yán)重下降，食欲驟降或驟升，思維恍惚，最后甚至產(chǎn)生幻覺。

與不睡覺相比，人類不吃飯的極限就寬松多了。據(jù)報道，目前世界上最長的絕食紀(jì)錄為44天，是由一名叫做大衛(wèi)·布萊恩的美國魔術(shù)師創(chuàng)下的。2003年7月，大衛(wèi)走入懸掛在英國倫敦泰晤士河上的一個透明玻璃箱內(nèi)，開始他的絕食挑戰(zhàn)之旅。在絕食期間，大衛(wèi)除了喝水以外，不吃任何東西，以此挑戰(zhàn)人體極限。9月5日晚上，當(dāng)大衛(wèi)步履不穩(wěn)、顫顫巍巍地走出玻璃箱時，原本體重95千克的他，已經(jīng)整整“瘦”到了70千克！這是由于當(dāng)體內(nèi)葡萄糖消耗殆盡時，身體將開始分解脂肪、乃至蛋白質(zhì)以維持生存所需的能量。

同樣值得注意的是，在絕食的最后幾天，大衛(wèi)除了精神萎靡以外，心跳也變得不正常，呼吸困難，視力衰退，出現(xiàn)耳鳴，健康嚴(yán)重受損。創(chuàng)造紀(jì)錄之后，大衛(wèi)足足休養(yǎng)了半年，才恢復(fù)正常水平。

此外，人類不喝水的極限也較短，一個干渴脫水的人，只能堅持一周左右。研究人員表示，這取決于體內(nèi)水份流失的速度——在沒有水份補(bǔ)充的情況下，身體中的血液總量會降低（主要是水份），血液黏稠度增加，進(jìn)而導(dǎo)致血壓降低，血液循環(huán)過程變得越來越艱難，身體不得不靠增大心率來補(bǔ)償，當(dāng)血液流動停止時，機(jī)體各組織的細(xì)胞將得不到新陳代謝所需的氧氣，人就離死亡不遠(yuǎn)了。

體育競技中的人體極限

目前，世界上在水下憋氣時間最長紀(jì)錄的保持者，是一名叫做史蒂格·瑟沃林森的丹麥人，他在水下一共保持了22分鐘不呼吸！

正常情況下，一般人在水中能憋氣2～3分鐘就已經(jīng)很了不起了，而22分鐘簡直令人瞠目結(jié)舌！事實上，史蒂格能夠達(dá)到這個水平，是有一些特殊條件支持的：比如說，在開始憋氣前，史蒂格首先會排除掉肺里的氮氣和二氧化碳，并用純氧充滿（我們知道，空氣中有78%成分都是氮氣，氧氣含量其實很低，只有21%）；在憋氣時，水池中的水溫保持在30℃，以使得史蒂格可以將心率降低到每分鐘30次（正常人心率在60～100次/分鐘），減少因代謝消耗的氧氣；此外，史蒂格還經(jīng)過特殊的訓(xùn)練，有一套獨創(chuàng)的呼吸調(diào)節(jié)法。

從游泳池中出來，讓我們再把眼光投向陸地：人類最快可以跑多快？

以男子100米短跑為例，相信大家一定聽到過牙買加運(yùn)動員尤塞恩·博爾特的鼎鼎大名，在2009年的柏林世界錦標(biāo)賽上，他以驚人的9.58秒創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，贏得了“閃電博爾特”的外號。

事實上，過去一百年間，人類不斷刷新著短跑的速度極限。相比美國運(yùn)動員唐納德·利平柯特在1912年時創(chuàng)下的10.6秒的紀(jì)錄，一百年后的尤塞恩·博爾特令這個紀(jì)錄又縮短了1秒鐘。這1秒鐘，盡管只是表盤上的一小格，卻象征了人類不斷挑戰(zhàn)自我、超越自我的一大步——其中不僅蘊(yùn)含了人體工學(xué)的研究成果，而且包括了運(yùn)動裝備的產(chǎn)業(yè)化革新和突破帶來的好處。舉個例子，科學(xué)的肌肉訓(xùn)練、起跑姿勢設(shè)計、體力分配計劃，是從增強(qiáng)運(yùn)動員的自身素質(zhì)著手；而現(xiàn)代化橡膠跑道的發(fā)明、流線型跑鞋的設(shè)計、低風(fēng)阻專業(yè)服裝，則從物質(zhì)環(huán)境層面為運(yùn)動員挑戰(zhàn)人類極限創(chuàng)造了更好的條件。

極端環(huán)境中的人體極限

在極端高海拔地區(qū)，氣候惡劣，溫度驟減，空氣稀薄，對人類來說，無疑是身體與意志的雙重挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)高峰并不是一蹴而就的，為攀登珠穆朗瑪峰，許多登山者提前很久就需要先在一定海拔地區(qū)進(jìn)行適應(yīng)性鍛煉，等到體內(nèi)血紅細(xì)胞水平上升到一定高度了，再進(jìn)入較高海拔地區(qū)繼續(xù)生活一段時間，經(jīng)過這樣逐級鍛煉，才能適應(yīng)高海拔地區(qū)的氣候。

人類能夠征服的海拔高度也不是無限制的。有研究者提出，人類可到達(dá)的最高海拔是9 000米。此外，5 500米以上為極高海拔，在這一高度，人體機(jī)能會嚴(yán)重下降，而且有些損害是不可逆的。沒有人能夠在這個高度長時間居住，即使是長期生活在高海拔地區(qū)的藏民和夏爾巴人，一般也都生活在5 500米以下的區(qū)域。

人類對于低溫條件下生存的挑戰(zhàn)，形式更為多樣。比如，來自我國黑龍江地區(qū)、有“世界第一冰人”之稱的金松浩，曾經(jīng)以赤身埋于冰中136分鐘的成績打破了世界紀(jì)錄；英國探險家、被稱為“游泳界的埃德蒙·希拉里”的路易斯·皮尤在北極地區(qū)零下1.8℃的冰水中，用18分50秒的時間游了一千米，創(chuàng)造了人類長距離游泳最冷水溫的世界紀(jì)錄；另一項挑戰(zhàn)則是一個死里逃生的故事，挪威滑雪運(yùn)動員安娜·巴根霍姆在一次意外事故中，沉入了冰冷的溪水里，在水中被困80分鐘后才獲救，被人打撈上來的時候，她的體溫已經(jīng)降到了13.7℃，這樣的低溫會導(dǎo)致機(jī)體停止呼吸和心跳，但恰恰如此，大腦的耗氧量也相應(yīng)減少，才不至于造成嚴(yán)重的、不可逆的神經(jīng)系統(tǒng)損傷，接受治療之后，安娜完全康復(fù)了——這個奇跡再一次反映了人類頑強(qiáng)的求生意志和強(qiáng)大的身體潛能！

關(guān)于“太空生存”的身體極限挑戰(zhàn)，則可以分成兩個問題：一是人類在乘坐運(yùn)載火箭或飛船進(jìn)入太空時，最大可以承受多少重力加速度？二是在進(jìn)入太空以后的真空環(huán)境之中，人類是否可以存活？

我們知道，地球上的重力加速度為1g，換句話說，一個物體受重力作用，自由下落時的加速度約為9.8米/秒2。重力加速度越大，人體承受的壓力也越高，腿部的血液會大量涌向頭部，令人產(chǎn)生頭暈、惡心的感覺——你在游樂場里坐過過山車時，一定深有體會，過山車俯沖而下時的重力加速度，約為2g～3g？；另外，普通航班起飛時，都有一段加速爬升期，這時候的重力加速度約為0.4g，也就是乘客們感到的來自座椅的壓迫感。

然而，與駕駛戰(zhàn)斗機(jī)相比，前兩者的重力加速度都是小巫見大巫了。戰(zhàn)斗機(jī)在垂直狀態(tài)上升時，重力加速度最高可達(dá)9g！飛行員耐受這種條件的能力越強(qiáng)，越能在高壓下保持清醒，對空中作戰(zhàn)也越有利；同樣地，“神州”飛船上天時，宇航員所需承受的最高重力加速度也在8g以上。另外，人類挑戰(zhàn)重力加速度的最高紀(jì)錄，是由美國空軍上校約翰·斯塔普創(chuàng)造的，在一次軍方的火箭滑車實驗中，他成功地經(jīng)受住了高達(dá)46.2g的重力加速度！約翰為此也付出了高昂的代價：實驗結(jié)束后，他被鑒定為腦震蕩、多處肋骨骨折、腕部骨折、牙神經(jīng)失靈、雙眼血管爆裂。

關(guān)于第二個問題，在真空環(huán)境下，人類能夠存活多久？遺憾的是，我們確實知道答案。1971年，前蘇聯(lián)“聯(lián)盟”11號宇宙飛船在重返地球大氣層前的一刻，由于機(jī)械故障，造成飛船內(nèi)部壓力驟減至零，導(dǎo)致3名宇航員不幸罹難。事后調(diào)查顯示，當(dāng)突然暴露在真空狀態(tài)下時，宇航員掙扎了30～40秒后就死亡了，死因主要為缺氧，一是真空中缺乏氧氣，二是即使有氧氣，也需要通過空氣壓力才能將氧氣送入大腦。

不過，若是身處真空環(huán)境的時間更短，也有僥幸存活的情況。1966年，美國宇航局的一名技術(shù)人員在真空室里測試太空服時，也遭遇了壓力驟降的情況，他在12～15秒內(nèi)便失去了意識，昏迷前記得的最后一件事，是舌頭很干燥，唾液都汽化了（水在低壓條件下沸點降低）。幸運(yùn)的是，27秒鐘后，真空室內(nèi)的壓力又恢復(fù)正常，他也撿回了一條命，并且沒有留下任何后遺癥。