向人體極限挑戰

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，相當于連續十一天不闔眼。這一紀錄是由一名叫做蘭迪·加德納的中學生于1965年創下的，在創造紀錄的最后幾個小時，蘭迪其實已經基本進入了意識模糊狀態，對周圍環境中的一切刺激都沒有反應了。

人類天生具有晝夜節律，當夜晚來臨時，身體里的生物鐘會通過神經內分泌系統令個體感到困意，停止一切活動，進入睡眠狀態。若是超過一定的時間不睡覺，就會產生各種生理心理問題，包括脾氣暴躁，情緒不穩定，認知能力嚴重下降，食欲驟降或驟升，思維恍惚，最后甚至產生幻覺。

與不睡覺相比，人類不吃飯的極限就寬松多了。據報道，目前世界上最長的絕食紀錄為44天，是由一名叫做大衛·布萊恩的美國魔術師創下的。2003年7月，大衛走入懸掛在英國倫敦泰晤士河上的一個透明玻璃箱內，開始他的絕食挑戰之旅。在絕食期間，大衛除了喝水以外，不吃任何東西，以此挑戰人體極限。9月5日晚上，當大衛步履不穩、顫顫巍巍地走出玻璃箱時，原本體重95千克的他，已經整整“瘦”到了70千克！這是由于當體內葡萄糖消耗殆盡時，身體將開始分解脂肪、乃至蛋白質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，出現耳鳴，健康嚴重受損。創造紀錄之后，大衛足足休養了半年，才恢復正常水平。

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，這取決于體內水份流失的速度——在沒有水份補充的情況下，身體中的血液總量會降低（主要是水份），血液黏稠度增加，進而導致血壓降低，血液循環過程變得越來越艱難，身體不得不靠增大心率來補償，當血液流動停止時，機體各組織的細胞將得不到新陳代謝所需的氧氣，人就離死亡不遠了。

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分鐘就已經很了不起了，而22分鐘簡直令人瞠目結舌！事實上，史蒂格能夠達到這個水平，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，史蒂格還經過特殊的訓練，有一套獨創的呼吸調節法。

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動員尤塞恩·博爾特的鼎鼎大名，在2009年的柏林世界錦標賽上，他以驚人的9.58秒創造了新的世界紀錄，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。相比美國運動員唐納德·利平柯特在1912年時創下的10.6秒的紀錄，一百年后的尤塞恩·博爾特令這個紀錄又縮短了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自我、超越自我的一大步——其中不僅蘊含了人體工學的研究成果，而且包括了運動裝備的產業化革新和突破帶來的好處。舉個例子，科學的肌肉訓練、起跑姿勢設計、體力分配計劃，是從增強運動員的自身素質著手；而現代化橡膠跑道的發明、流線型跑鞋的設計、低風阻專業服裝，則從物質環境層面為運動員挑戰人類極限創造了更好的條件。

極端環境中的人體極限

在極端高海拔地區，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。挑戰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進行適應性鍛煉，等到體內血紅細胞水平上升到一定高度了，再進入較高海拔地區繼續生活一段時間，經過這樣逐級鍛煉，才能適應高海拔地區的氣候。

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，人體機能會嚴重下降，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的藏民和夏爾巴人，一般也都生活在5 500米以下的區域。

人類對于低溫條件下生存的挑戰，形式更為多樣。比如，來自我國黑龍江地區、有“世界第一冰人”之稱的金松浩，曾經以赤身埋于冰中136分鐘的成績打破了世界紀錄；英國探險家、被稱為“游泳界的埃德蒙·希拉里”的路易斯·皮尤在北極地區零下1.8℃的冰水中，用18分50秒的時間游了一千米，創造了人類長距離游泳最冷水溫的世界紀錄；另一項挑戰則是一個死里逃生的故事，挪威滑雪運動員安娜·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，她的體溫已經降到了13.7℃，這樣的低溫會導致機體停止呼吸和心跳，但恰恰如此，大腦的耗氧量也相應減少，才不至于造成嚴重的、不可逆的神經系統損傷，接受治療之后，安娜完全康復了——這個奇跡再一次反映了人類頑強的求生意志和強大的身體潛能！

關于“太空生存”的身體極限挑戰，則可以分成兩個問題：一是人類在乘坐運載火箭或飛船進入太空時，最大可以承受多少重力加速度？二是在進入太空以后的真空環境之中，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，與駕駛戰斗機相比，前兩者的重力加速度都是小巫見大巫了。戰斗機在垂直狀態上升時，重力加速度最高可達9g！飛行員耐受這種條件的能力越強，越能在高壓下保持清醒，對空中作戰也越有利；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，人類挑戰重力加速度的最高紀錄，是由美國空軍上校約翰·斯塔普創造的，在一次軍方的火箭滑車實驗中，他成功地經受住了高達46.2g的重力加速度！約翰為此也付出了高昂的代價：實驗結束后，他被鑒定為腦震蕩、多處肋骨骨折、腕部骨折、牙神經失靈、雙眼血管爆裂。

關于第二個問題，在真空環境下，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“聯盟”11號宇宙飛船在重返地球大氣層前的一刻，由于機械故障，造成飛船內部壓力驟減至零，導致3名宇航員不幸罹難。事后調查顯示，當突然暴露在真空狀態下時，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）。幸運的是，27秒鐘后，真空室內的壓力又恢復正常，他也撿回了一條命，并且沒有留下任何后遺癥。