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要保持恒定体温,高效的冷却机制和保暖一样重要。既然热量总是从较热的物体向较冷的物体流动,那么我们如果置身于摄氏41度的环境之中而缺乏某些调节机制,我们的体温就会不断升高,直至死亡。

但实际上,我们却活了下来。我们下面还会说到,甚至在温度更高的撒哈拉沙漠地区,人类依然活得有声有色。

蒸发是其中的关键。即使在寒冷的环境中,蒸发也会将我们在代谢中产生的热量带走约四分之一;如果气温 上升,这个比重还会更大。要理解蒸发的散热原理,不妨将我们的体液设想成一个个水池,其中的水分子移动着、 撞击着。

我们现在知道,水的温度是水分子平均动能的体现。如果有运动较快的水分子从池中逃逸,剩余液体的平均 动能就会变低,整个池子的温度也会下降。这就是蒸发能够降温的原理。不过,这个原理只有在液体上方的空气足够干燥时才起作用。如果快速运动的分子由水蒸气重新进入了水池,速度和它们离开时一样快,那么蒸发的降温效应就会消失。

蒸发是一个十分重要的过程,因为水在变为蒸汽时会吸收大量的热。卡路里是热量的单位。将1克水加热 1摄氏度,需要的热量正好是1卡;将1克水从摄氏0度加热到摄氏100度,需要的热量正好是100卡。然而,要将 摄氏100度的1克水变成相同温度的1克水蒸气,需要的热量却超过500卡。也就是说,将水转化成水蒸气所需 的热量,是将水从冰点加热到沸点所需的热量的五倍还多。因此,将身体里的水转化成水蒸气是一种十分有效的

降温方法。

那些需要降低体温的动物,自然也运用了这条基本原理,它们从各自的需要出发,发明出了层出不穷的巧妙方 法。用蒸发促进冷却的一个法子是扇风,也就是趁运动较快的水分子甫离水面之际就将其吹走,使它们无法重新回到水里。我们在一杯咖啡或者一碗热汤表面吹气,使用的就是这个方法。

扇风能加速冷却,但冷却的第一步还是要在某个表面上制造液体,好让它蒸发到空气中去。少数袋鼠和一些大鼠能够靠舔舐毛发使自己冷却,因为唾液的蒸发会带走热量,但是应用最广的蒸发技术还是喘气和流汗。

鸟类没有汗腺,还有一些哺乳动物只有少量汗腺,比如狗。它们依靠短促的浅呼吸来使得喉咙的液体蒸发。

这种方法颇有一些好处,其中一个是我们不太容易想到的:它能帮助动物保持头脑冷静。

小个子的东非瞪羚在草原上全速奔驰五分钟,产生的热量就会使它们的核心体温从约摄氏39度上升到略高 于摄氏43度。血液从略高于摄氏43度的身体沿着动脉流向头部,它们脑部的温度却始终比身体低15度以上。

它们的脑部之所以能保持冷却,完全是奔跑时的快速呼吸制造的一个附带的好处。

从身体向脑部供血的主要血管是颈动脉,它在颅底分成几百支小动脉,在进入脑部之后重新汇合。就在分岔 的途中,动脉中的热血被附近喉咙里快速流动的空气所冷却。这个有趣的冷却机制能使逃亡中的瞪羚保持最佳的 决策能力。即使身体的其他部位不断加热,它的脑部温度却能大致恒定。可见这种动物的第一要务是维持控制中枢的恒温,而身体的其他部位就有一点变温的自由了。

和出汗相比,喘息还有一个优势:出汗时,汗水会带走珍贵的盐分,所以才常有人告诚我们大量流汗时要喝下 富含矿物质的饮料。而喘息时,唾液中的矿物质是留在体内的。不过,喘息也自有它的缺点,其中之一是需要肌肉 的活动,而肌肉的活动本身又会制造热量(快速的浅呼吸对这个问题有所缓解)。没有一个办法是万全的。 一切都是动物在漫长的历史中演化出来的适应性行为,目的是使生存的几率达到最大。

多数大型哺乳动物都会出汗,其中的一些尤其明显。就连骆驼也会出汗,只是它们的汗水不容易发觉,因为在沙漠的干燥空气里,水蒸气几乎会立刻蒸发。

人类的毛发已经差不多完全丧失,只留下一身裸露的皮肤。这层覆在体表的器官有大约200万个汗腺,分布 在全身上下,手掌上最为密集,其他部位则稀疏一些。在下丘脑的调控之下,汗腺分泌出一种略带咸味的液体。这 种分泌活动不受意识调控,也不完全由环境激发,压力或紧张也会使人流汗。这是一种效率极高的冷却手段,当人 体的代谢增加,产生大量体热时,汗水能够迅速将热量排解出去。当你身着衬衣和长裤前往办公室,出太多汗或许 不是什么好事,但是对我们的祖先来说,快速冷却有助于逃生,是有利野外生存的手段。

(摘编自吉诺·塞格雷《迷人的温度》)

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