人體極限

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更新時間: 2013-09-04

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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、 飢餓、乾渴、 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。

人體極限 -簡介
人身體的許多潛力,至今仍處於不斷研究與開發中。英國《新科學家》雜誌近日發布最新版本的「人體12大極限」,並指出,人類不斷挑戰自己、更新自己的身體極限紀錄,對於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。
人體極限挑戰極限

人體極限 -分類

 最快的速度是百米9.48秒。美國斯坦福大學研究人員指出,速度依賴於人體強健的肌肉和修長的四速度肢,由於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。
人體極限速度

人體極限 -專註度極限

專註度最多能持續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。對於大部分人來說,注意力最多能集中12小時,時間越長,注意力降低越多。
人體極限 -真空狀態極限
在真空狀態下最多能活一分鐘。當處於真空狀態下,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,然後氮氣從血液溶出,導致神經系統受損。
人體極限 -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本相當於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。
人體極限 -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。一旦體溫降到體溫極限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。 理論上的人類體溫最低極限是零攝氏度。在這個溫度下,人體組織會結冰,體內的細胞會被摧毀。

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 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,美國喬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天後才完全退熱。   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℃。

人體極限體溫極限

人體極限 -環境溫度極限

環境溫度極限:大約116℃低溫極限解疑:這是人體置身其間尚能呼吸的溫度。 科學家曾對人體在乾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。   
人體極限低溫極限
提示:有關實驗發現,由於無法透過排汗蒸發散熱,人在水中的耐高溫能力明顯低於乾燥空氣中耐熱的能力。
人體極限 -飲食極限
不吃不喝最多能活一周。這取決於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。
人體極限 -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小時睡眠后,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累似嬰兒的舉動;如果連續70個小時不睡覺。注意力和感覺就會麻痹;倒了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。
人體極限過山車

人體極限 -承受重力速度極限
能承受的最大重力加速度是31.25g。當過山車俯衝而下時,人僅僅承受了5倍的重力加速度,就會頭暈、噁心。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。
人體極限 -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。英國南安普過山車敦大學專家麥克?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。
人體極限 -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。
人體極限 -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。[1]
人體極限吃辣極限

人體極限 -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,約佔人體血液總量50% 目前紀錄:約佔人體血液總量75%1987年,一名癌症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。
人體極限 -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吃辣極限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。 儘管辣椒素本身並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,我們能夠承受的熱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。
人體極限 -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公里的範圍內聽到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 美國研製的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。
人體極限 -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於肌肉纖力量極限維數量,一般來說,四肢短小的人力量更大。
人體極限 -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,其餘的力量來自腿部、臀部以及肩部等,你依然需要調動三頭肌及其周圍55厘米範圍內的所有肌肉才能達到這種力量。   

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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個月後死亡。[2]

人體極限 -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,如果人經常處於緊急戰鬥狀態,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,他的心臟奇迹般地又恢復了跳動。 提示:醫學理論認為,一般情況下,心跳停止4分鐘后,人體可能由於腦部無法得到血液、氧氣而死亡。

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人體極限 -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,剩餘健全的腎單位仍可滿足機體的生理功能需要。   

人體極限力量極限

提示:當殘存腎單位進一步減少低於30%時,就將出現腎功能不全。當低於10%~15%時,尿毒症的癥狀就會出現。

人體極限 -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,就已經能分辨並記憶400多種氣味,以後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。

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人體極限 -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:它們都屬於極端環境,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。即便對於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於人類居住的,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,也許是出於好奇,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,乘飛機飛行於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。
地球最高點:珠穆朗瑪峰  

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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。挑戰珠穆朗瑪峰大氣壓力:0.33個大氣壓   

人體極限挑戰珠穆朗瑪峰

在高山上呼吸不是一件易事,其原因並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。問題在於,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,並提供給肌肉組織。 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年時義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。因珠穆朗瑪峰此,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、噁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,取決於個人身體狀況,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。

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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   

人體極限馬里亞納海溝

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。深海中的高壓對人馬里亞納海溝體各生命器官都會造成威脅。對於一個潛水員來說,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 提並論,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,這也是為什麼抹香鯨的肉呈暗紅色的原因。 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採取措施釋放多餘氣體,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。氦氧混合氣可用於水下30米至250米的深度,有助於縮減減壓的時間。但這種混合氣體的不利之處在於會讓身體失去熱量。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,最好的辦法是採取飽和潛水的辦法,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

人體極限沙漠

 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。但沙漠如果達到了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,但大腦是最無法抵禦這種侵襲的器官。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,導致細胞乾燥,細胞壁無法傳遞生命物質。 儘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,我們可以毫不誇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於穿多層衣服,將頭和身體完全包裹起來。即便如此,在每年前往麥加朝聖的路上,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。

人體極限 -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)、乾燥而多風的地區。南極點位於南極洲的中心地南極帶,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裡。禽類也僅僅是在其外圍飛過。只有企鵝、魚和海豹敢於挑戰這裡的嚴寒。 寒冷、高海拔和乾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,並穿上厚的衣服,還可服用乙醯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,人體抵禦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禦感染的能力。 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於正常水平,這樣能幫助他們保存能量。

人體極限國際空間站


 

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國際空間站問題。一方面,血液會積壓在胸腔和頭部,造成充血,並喪失味覺;另一方面,失重還會導致暈眩、噁心和失去平衡感。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。

人體極限 -參考資料


1. 中國新聞網 http://www.chinanews.com.cn/life/news/2010/05-07/2269234.shtml
2. 新浪新聞中心 http://news.sina.com.cn/h/2008-02-21/080214985372.shtml

 

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