“超人”變有多難
——無法突破的人體極限
◆本刊綜合
成為超人,是多少人的夢想。為了實現這個夢想,很多人樂此不疲地突破自我,挑戰極限。
然而,不得不承認,我們要變成超人是非常難的,可以說幾乎不可能,因為有些極限,即便我們擁有“洪荒之力”,也無法突破。
2009年,在第12屆柏林田徑世錦賽上,當尤塞恩·博爾特以9秒58的成績打破自己之前創造的男子100米短跑世界紀錄時,人們非常震驚。人類速度的極限到底是多少呢?
美國斯坦福大學的馬克·丹尼對這個問題很感興趣。他分析了20世紀20年代以來的各種田徑賽事紀錄,發現比賽成績一般遵循這樣的規律,即逐步提高直至穩定。例如,女子100米短跑成績在1977年后趨于穩定,男子100米短跑成績一直在提高,很快就要達到極限。
速度依賴于人體強壯的肌肉和修長的四肢,由于人具有一定的重量,所以一旦提高速度,就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秒48,只比博爾特目前創造的紀錄快一點點。
不過,在達到這個極限后,即使肌肉再強壯,四肢再修長,人類也很難超越。
我們每天必須長時間專心致志地學習。在大腦不得不休息前,我們的注意力能夠持續多長時間呢?
有些職業對人的注意力要求極高,比如卡車司機、發電廠的技術工人、飛行員,對于他們來說,12小時是極限。然而,醫生有時不得不進行超過12小時的外科手術。雖然這些手術大多由一個團隊完成,但是對主刀醫生來說,無疑是一個挑戰。
2004年以前,英國周末值班的醫生通常要從周五早上工作到次周周一晚上,共計80多個小時。這期間,他們往往只能休息幾個小時。
隨著年齡的增長,人們的反應會越來越遲鈍,大腦某些部位的活動會慢慢減少,因此注意力會下降,工作效率也會降低。12小時的注意力極限,可能很多人達不到呢。
對于大多數人來說,短時間內記住一個11位數的電話號碼是比較困難的,不過,有的人卻能在5分鐘內記住500多個數字,有的人可以背誦圓周率至小數點后67890位。這些人這么厲害,大腦先生可是幫了大忙哦。到底大腦先生能記住多少東西呢?
大腦記憶信息的能力非常強大。1986年,美國貝爾通信研究所的托馬斯·蘭道爾讓志愿者瀏覽圖片和文章,研究他們的視覺和文字信息記憶能力,以及忘記這些信息的速度,推測出成人一生可記憶125兆字節的信息。
按順序準確地記憶一長串數字比記憶一篇文章或一幅圖片要困難得多,但記憶冠軍們有絕招,他們大多使用助記法。在記憶數字前,他們將每個數字與一個人或者一個物體聯系起來。這樣,圓周率就可以被翻譯成一群人和一些物體,記憶者通過構思一個故事將這些人和物體串聯起來,有助于記憶。
體重正常的健康人能量的攝入量與消耗量相等,即處于能量平衡狀態。理論上,當耗盡了體內的脂肪、蛋白質和碳水化合物,你就會倒下。不過,在你完全耗盡能量前,你的身體會撐不下去。疾病可能先于饑餓,將你推向死亡的深淵。
1981年,愛爾蘭的基蘭·多爾蒂創造了最長的絕食紀錄,但在絕食73天后,他便去世了。
如果同時補充維生素和水,人可以在不進食的情況下生存一年。如果只補充維生素不喝水,人存活的時間會大大縮短。一個人可以不吃任何食物而生存數星期,但是一個絕食的人不喝水的話,很難挺過3天。
當缺乏水分時,人體內的血液會變得黏稠,難以循環,血壓降低,心率加快。如果喝水,即使不吃食物,人的存活時間也可能超過7天。
我們都向往太空生活,然而一旦暴露在真空環境中,那會相當危險。你知道人類在真空中能存活多長時間嗎?
1971年,“聯盟11號”宇宙飛船在即將進入大氣層前,一個閥門發生故障,艙內氣壓突然降低,3名宇航員喪生。事后調查發現,當時艙內的氣壓在11分40秒鐘內急劇降為零,之后,宇航員便因缺氧而死亡。
不過,如果在缺氧環境中待的時間很短,人是可以從瀕死狀態恢復過來的。1966年,美國國家航空航天局的一名技術員在宇宙飛船里測試太空服時,艙內氣壓突然降至距地面36500米高空的氣壓值,這名技術員舌頭上的唾液開始蒸發,12~15秒后,整個人失去知覺。
當艙內氣壓恢復到距地面4200米高空的氣壓值后不久,他恢復知覺。雖然臉色蒼白,但是身體沒有出現異樣。
當外部氣壓降低,人體血液中會出現氣泡,肺部會在幾分鐘內受損,神經系統在數小時內受損。氣壓急劇降低的話,肺內的空氣會在幾秒鐘內爆炸。而如果以適當的方式進入近乎真空的環境,且身邊有醫療服務團隊監護,那我們最多能存活一分鐘的時間。
人的力氣不一樣,能舉起的物體重量也不一樣。
英國舉重運動員安迪·博爾頓曾經將457.5千克的杠鈴舉到大腿位置,過頂舉重的重量為263.5千克。要知道普通人將45千克的物體舉過頭頂都會非常吃力。博爾頓的力量可能是普通人的5~6倍。人類最多能舉起多重的物體呢?科學家認為,人類舉重的紀錄已經很接近極限了。
人類能舉起的重量極限取決于肌肉。在舉重比賽中,絕大多數試舉失敗都不會讓身體遭受損傷,因為舉重運動員會因無法承受重量而選擇放棄。如果強行試舉,一旦失敗,就會造成肌肉纖維撕裂,通常是腱附近的纖維。舉重運動員能夠有效控制肌肉,所以在舉重方面比普通人有優勢。
人體具有天生的抑制機制,能避免由于嘗試舉起過重的物體而傷害肌肉。這一機制通過控制每次被激活的肌肉數量來發揮作用。如果我們學會了如何抑制這種機制,也能發揮自己的舉重潛能。
你喜歡登高嗎?如果喜歡的話,你是不是很想挑戰登高極限呢?
我們都知道海拔越高,空氣中的含氧量越少。在高海拔地區,身體容易缺氧,而大腦對氧氣含量是極為敏感的,所以人會出現高原反應,如頭痛、眩暈等。一個人如果長時間待在海拔超過5000米的地方,肌肉就會慢慢萎縮,肺部和腦部出現積水,男性可能無法生育。
大多數人在高海拔地區生活一段時間后都能適應。但如果一個人在沒有適應新環境前,突然被帶到珠穆朗瑪峰,可能不到2分鐘就會死亡。只有少數人在沒有氧氣補給的情況下成功登上了珠穆朗瑪峰。
1999年,巴布·奇里·夏爾巴在珠穆朗瑪峰缺氧環境下生活了21小時,打破了世界紀錄。也許夏爾巴天生具有適應高海拔環境的能力吧。
那么,人類不靠援助存活的高度極限是多少呢?很巧的是,珠穆朗瑪峰已經非常接近這個極限了。科學家認為,這個極限大約是9000米。
1963年12月28日,美國圣地亞哥的蘭迪·加德納在早上6點鐘起床后頭腦清醒、精力充沛。直到1964年1月8日,他才再次進入夢鄉。也就是說,他11天沒睡覺。
在這期間,加德納出現了情緒波動、記憶力和注意力下降、協調能力喪失、說話含糊不清和幻覺等癥狀,而其他方面都表現正常。
如果沒有人陪在他身邊提醒他保持清醒,36小時后,加德納可能會昏昏欲睡,48小時后,可能會不受控制地進入夢鄉。
但是,他還是抓住了一些小睡的機會,短暫昏睡。這是缺乏睡眠的人常出現的狀況。這種短暫昏睡只會持續幾秒鐘,快得讓人察覺不到,而且經常是在眼睛睜著的時候發生的,因此,這不算完全意義上的睡眠。
到底加德納最久能堅持多久不睡覺呢?沒有人知道確切答案,但是我們知道缺乏睡眠會致命。大鼠兩個星期不睡覺就會死亡,比禁食導致死亡所需的時間短。目前還沒有關于人故意不睡覺而導致死亡的記錄,但是,一種叫作致死性家族性失眠癥的遺傳病表明,失眠時間是有極限的。這種疾病會使患者喪失睡眠能力,在3個月內死亡。
1987年9月,兩名男子走進巴西戈亞尼亞的一個廢棄的診所,拆下一臺他們自認為非常貴重的儀器。不到一天,這兩人開始嘔吐,接著出現腹瀉和眩暈癥狀。他們根本不知道,這臺廢棄的儀器其實是一個強輻射源,用于癌癥治療。
一個杯子那么大、裝有粉末的罐子能在黑暗中發出藍光,廢品商德瓦爾·費萊拉對這個罐子很感興趣,于是買下了它。費萊拉將罐子放在餐廳,并邀請親朋好友來參觀。他們把罐子里的粉末涂抹在身上,讓自己變成會發光的人。但令他們沒有想到的是,神奇的粉末居然是放射性物質氯化銫。
一個月內,費萊拉的妻子、6歲的侄女和兩個雇員都死于急性放射綜合征,其他人員也遭受了一定程度的輻射。
輻射劑量當量以希沃特為單位。2希左右的輻射會使人死亡,6希輻射會導致人猝死。不過,費萊拉在受到7希的輻射后仍然活了下來,最可能的原因是他在戶外的時間要比他妻子在戶外的時間長,這為他體內的細胞贏得了修復損傷的時間。
絕大多數人閉氣時間很難超過1分鐘,而2009年,法國人斯蒂芬納·米夫薩德在不用純氧水的情況下,閉氣時間達到了11分35秒,創造了靜態閉氣即“靜態無呼吸”的世界紀錄。
當一個人把臉浸在冷水中時,外部血管會收縮,導致血液由肢體末端流向心臟和大腦,心率減慢。經過訓練,有經驗的閉氣者浸泡在冷水中時身體出現的不良反應沒有一般人那么厲害。
人類是不是已經達到閉氣極限了呢?答案是否定的。出色的潛水者有望將閉氣時間延長到15分鐘。
但在閉氣過程中,人們可能面臨危險。在陸地上嘗試靜態閉氣會導致血液中S100B蛋白含量增加約37%,而這種蛋白是缺氧性腦損傷的標記物。
雖然閉氣時S100B蛋白含量增加的幅度遠遠低于導致缺氧性腦損傷的水平,但是挑戰靜態閉氣的人還是要警惕腦部遭受的損傷會長期積累,最終導致缺氧性腦損傷。