人体的极限在哪里?
自古希腊以来,人类一直用“更高、更快、更强”的口号激励自己,永不满足,开发着自身的潜能。和我们的祖先相比,我们变得更强壮、更聪明也更长寿,那么一个问题也产生了,人体的能力到底有没有极限?最近著名英国科学杂志新科学家,就为我们详细解析了这个问题。
首先,让我们明确一个概念,这世界上任何实际材料组成的事物,都有极限。我们身体的肌肉,神经系统,和器官,都会有一个功能上的极限,这些极限加在一起,就是人体能力的上限。
比如,人的运动能力会受到心率的制约。当一个人进入运动状态时,心率就会加快,一个健康人运动时的心率最快是每分钟220次,超过这个极限,人就会因为供血不足而猝死。又比如,人体股关节的承受力是体重的3到4倍,膝关节的承受力是体重的5到6倍,这就决定了我们举起的重量,也是有极限的。
所以,人类不是超人,无论生理上还是心理上,人体的能力都有一个极限。但具体来说,人体的极限又在哪里呢?通过大量研究和统计,科学家们还是帮我们得出了部分答案。
第一、人类能够举起的最大重量?
人类的力量取决于肌肉,加强对肌肉的有效控制可以最大程度地发挥肌肉潜能。世界上最强大的举重运动员可以提起455公斤的重物,这已经接近人体所能达到的极限了。但是,一些科学家感觉,这个记录还可以提高一些,因为我们的大脑为了保护身体举重过度,受到损伤。对我们同时能够使用的肌肉纤维数量,有了一个限制,就好比网管为了维护整个局域网的畅通,对每个用户的网速做了限制一样。科学家说,如果采取某种药物或者手术,关掉这个限制,再用科学训练方式促进,运动员还可以将这个举重上限提高20%。
第二、人类能跑到多快?
在2009年田径世锦赛上,短跑名将博尔特把一百米跑的世界纪录提高到了9秒58,比原来的纪录快了0.11秒。出于好奇,科学家们把一百年来的男子百米短跑成绩,绘制了一个曲线图。结果发现,这个曲线的下降弧度已经到了极限,几乎没有缩短的空间。自从男子百米成绩突破10秒之后,成绩的提高幅度,只能以0.01秒为单位前进。根据数学模型,科学家预测,9.48秒,将是男子百米成绩的极限。这比博尔特创造的纪录仅快0.1秒,也就是说,除非允许运动员使用一些黑科技进行身体改造,否则,我们的跑步速度已经达到了极限。那么有人要问,有哪些黑科技呢?科学家举了一些例子,比如训练比赛之前,进入高压氧舱或者低温氮舱,以保证血液中红血球的携氧量。或者进行人体改造,植入能够承受更大冲击力的钛合金关节,又或者在人体内植入微电脑芯片,形成第二个反应中心,大幅度提高人体神经反射的速度。
第三、人能承受多大的重力加速度?
你在乘坐过山车急速俯冲而下的时候,会感到四肢麻木,头晕恶心,手足痉挛。这就是重力加速度在作怪,它促使我们的血液从大脑急速涌向下肢,造成大脑供血不足。普通过山车造成的重力加速度,最多达到5个G。如果持续5到10秒钟,就会失去知觉。
当然,经过特殊训练的人,比如喷气战斗机飞行员,对于重力加速度的承受能力就高得多,这是平时的训练,比如离心机和特制飞行服的功劳。在离心机里,飞行员长年累月地接受重力加速度的考验,还要学习收紧腹部和腿部肌肉,和特殊的呼吸方式,把血液尽量维持在上半身。稍微虚弱一点的普通人,在受到大概3个G的重力加速度的时候,会失去知觉。可大部分战斗机飞行员,能承受大概9个G,而且能在重力加速度达到6个G的时候,保持清醒的头脑。
第四、人类的登高极限是多少?
海拔高度会对人体产生非同寻常的影响,人体细胞需要氧气才能保持活力。海拔过高的地方往往氧气稀薄,人体就开始缺氧,轻者头晕目眩,重则出现肺部大脑积液,最后导致死亡。
我们很多人,如果想在高海拔地区生活,工作,需要漫长的适应期。科学家研究发现,4000米左右的海拔是一个“坎儿”,在海拔四千米以上的地区生活,工作,会导致各种慢性疾病,包括脑水肿,肺水肿和血压异常。大家都知道,登山运动员在攀登海拔过高的山峰时,必须携带氧气瓶,比如海拔8848米的珠穆朗玛峰,普通人在珠峰顶部,可能只能坚持大概两分钟,然后就会死亡。在珠峰登山史上,有一个夏尔巴人职业登山向导,在没有氧气设备的情况下,坚持了大概20小时,最后顺利获救。科学家由此做了一下计算,得出的结论是,在没有任何外部辅助条件下,普通人能够生存的最高海拔高度,大概在9000米。
第五、人能憋气憋多久?
大多数人憋气的时间很难超过一分钟,然而,一个叫米佛苏的法国人可不那么想。他在去年一次憋气大赛里,一口气憋了11分35秒,创造了世界纪录。
那么专业憋气运动员的秘诀在哪里?首先是控制自己的心率下降,心跳速度越慢,对氧气的需求量也就越少。像米佛苏这样的憋气高手能把心率降低到常人的一半。
在长时间憋气前做好换气准备,也同样至关重要。因为大脑会时刻监测血液中二氧化碳的含量,到了一定程度,大脑就会向呼吸系统发出强制指令,让它开工。所以你的肺容量越大,越能在憋气之前的最后一口呼吸里得到更多的氧气,你血液里的二氧化碳含量上升得也会慢一些。综合这两个条件,科学家发现,职业潜水员,或者游泳运动员这样,本来肺活量就大,心率就慢的人,如果再进行针对训练,估计能把水中憋气时间延长到15分钟左右。
不过科学家也提醒我们了,不管是普通人还是运动员,没事儿的时候尽量别修炼这个憋气神功,因为长期进行憋气尝试,会使我们患上缺氧性脑损伤。
本文源自:新科学家杂志(人体的12大极限)音频稿:卢克讲述:杰克糖