方舟子的Blog

美国今年的热浪导致有一些人热死，其中有一个德国游客是在全世界最热的地方加州的死谷热死的。人为什么会被热死呢？因为体内产生的热散发不出去，体温升得太高。人是恒温动物，体温保持在37摄氏度是最好的，太高了不好，太低了也不行。维持身体温度的热量主要来自细胞代谢时产生的热。如果周围的环境温度太高，体内的热散发不出去，或者没有有效地散发出去，就会在体内积蓄下来，体温会越来越高。如果超过40摄氏度，就有生命危险。

别的哺乳动物跟人不一样，没有衣服穿，一般情况下，它们最关键的是保持体温不要太低，所以哺乳动物全身都有毛发。一旦外面的温度太高，需要赶快散热，怎么办呢？主要的散热方式是通过血液循环把体内深处产生的热带到身体表面，也就是带到皮肤散发出去。但哺乳动物全身都披着毛发，通过这种途径散热很难，所以很多哺乳动物就要通过没有长毛发的地方尽快散热，比如舌头和耳朵。所以在大热天狗就会吐舌头散热，兔子则通过耳朵散热。

通过舌头和耳朵散热效率很低，对于人来说都不是主要的散热方式。人的皮肤也有没长毛发的地方，手掌、脚底和额头这三个地方就没有毛发，是人体散热很关键的地方，而且这些地方里面的血管分布跟别的地方不一样。血液从心脏由动脉带到身体的各处，然后又由静脉带回心脏。在一般情况下，血不是从动脉直接送到静脉的，动脉和静脉之间有毛细血管，血先经过毛细血管再进入静脉。血液在毛细血管流动的速度很慢，所以这些地方散热的速度很慢。但手掌、脚底、额头这三个地方是动脉直接连到静脉，中间没有毛细血管，所以血液流动很快，散热也比其他地方的皮肤快。

大约20年前，斯坦福大学的科研人员想到利用这一特点来快速地降低体热。他们发明了一个设备，是一个有机玻璃筒，筒里可以注入水，而且水可以流动，水温大概20摄氏度。把这个筒放在手掌上，施加35～45毫米汞柱的压力，就类似一个散热器。他们找了一些运动员到健身房里运动，故意把健身房的温度调到40摄氏度，然后做对比。对比发现，带了散热装置的人散热的速度快，体温降得也快，而且坚持运动的时间也明显更长。如果不戴这个装置，运动时间平均也就半个小时；戴了这个装置，运动时间平均能达到40多分钟，有的甚至达到50多分钟，差别很明显。而且他们发现水的流动和压力两者都是必须的。如果没有施加压力，只是让冷水流起来，散热的效果不佳。

他们写成论文发表后，斯坦福大学的运动员都来找他们要这个装置降温，这样可以延长他们运动时间，训练的时间也就大大延长，效果非常好。他们说，戴上这个装置，体内多余的热几分钟就散掉了。以前因为身体过热到没法训练的程度，可能要休息几个小时才能继续训练，现在戴上这个东西，几分钟之后就又可以开始训练了，所以很受欢迎。

斯坦福的科研人员就想到一个商机，把设备做得漂亮一些拿到网上去卖。只不过卖得很贵，每个要一千美元，所以一般的人不会去买它来降温，专业运动员才觉得有必要。但我们由此可以得到启发，应该怎样快速降温。外面跑步回来，很热，怎么快速降温呢？打开自来水，水温大概也就是20摄氏度，把脚底或者手掌伸在水下冲，这样就可以快速地把体温带走。效果当然不如专用的一千美元的装置好，那就多冲一会儿，应该也可以得到很好的降温效果。有些人会问，如果用温度更低的水比如冰水来降温，甚至直接把冰放到手掌、脚底、额头来降温，效果会不会更好呢？不能这样。如果温度太低，就会刺激血管收缩，反而让热散不出去了。

2024.07.14录制

2024.12.13整理