人體數理化

陳新山

人腦：精密的“機器”

說到精密的機器，人們一般會想到光刻機（制造芯片的核心裝備），一臺光刻機需要的零件達10萬個，但這與人體這臺“機器”相比，卻是小巫見大巫。

人的大腦有100多億個神經元，這100多億個神經元控制著人的感覺、運動、聯絡，就像電腦的中央處理器一樣，具有超強的“算力”。而且人體神經的信息傳輸速度也非常快，大約為每秒100米，大腦發出的指令能在1‰秒內傳到身體的任何一個角落。

目前世界上最精密的2納米芯片上面可以容納200億個晶體管，而我們人體有40萬億到60萬億個細胞，其數量遠超晶體管；這些細胞最小的5微米，最大的（卵細胞）也僅200微米；而且其中很大一部分是可更新再生的，人體每隔6～7年就會把可再生的細胞代謝、更新一遍。

眼睛：智慧的“相機”

如果把眼睛比作相機，那這部“相機”工作的物理原理是：物體發出或反射的光線被眼球捕捉，眼角膜和晶狀體像一個能夠變換焦距的凸透鏡頭，“拍攝”光線交給視網膜處理；而視網膜就像是膠卷一樣，接收物體信息，最后由大腦處理，形成圖像。

手臂：不費力的“費力杠桿”

人的手臂結構是一個完美的“費力杠桿”。以手肘為支點，骨骼相當于杠桿中的支撐物，肩胛骨、肱骨與肱二頭肌、三角肌、胸大肌和斜方肌共同組成“動力”，小臂則為“阻力”。根據費力杠桿原理，人的手臂在承重、受力的時候，相對來說都是最為省力的。

心臟：強大的“發動機”

人的心臟是一臺功能強大的“發動機”，從我們出生之前就開始一刻不停地跳動。

正常成年人的心跳是每分鐘60～100次，如果按平均每分鐘75次心跳計算，一個人每天心臟跳動超過10萬次。心臟每跳動收縮一次，就會把大約70毫升的血液“泵”進血管，這樣平均下來，一分鐘就有5250毫升，相當于10瓶500毫升的礦泉水那么多。所以人們也將心臟比作抽水的“泵”。

呼吸系統：持續工作的“造氧機”

肺臟主導人的呼吸，不間斷地給人體提供氧氣，通過胸廓的擴張和收縮，完成呼吸的過程。

吸氣時，胸廓擴張，肺內的肺泡也隨之擴張，肺的容積變大，空氣壓強降低，當肺內壓強低于體外大氣壓強時，新鮮空氣就會通過鼻腔、氣管，被壓進肺里；呼氣時，胸廓收縮，肺泡隨之收縮，肺的容積變小，空氣壓強增高，直到高于大氣壓強，肺內那些對身體無用的氣體就會通過呼吸管道排出體外。

消化系統：完美的“化學工廠”

我們每天吃進去的食物，經過胃腸消化，轉化為營養，會經歷一系列的化學反應。

人體的消化系統有5種消化腺，以滿足消化各種食物的需求。口腔內的唾液腺分泌唾液淀粉酶，把食物中的淀粉分解成麥芽糖；胃腺分泌胃液，把蛋白質分解成多肽；肝分泌膽汁，這些膽汁平時儲藏在膽囊里，隨時準備把攝入的脂肪“切碎”，分解成小分子脂肪；胰腺分泌胰液，胰液像個“自由人”，糖、脂肪、蛋白質它都能消化。

與生物學角度不同，從數理化的角度看人體，能讓我們更具體地了解自己的身體，也能更科學地對待我們的身體。解答好這套數理化的綜合“考卷”，日常生活中我們就可以多做對身體有益的事，避免那些會給身體造成傷害的行為，養成健康而有規律的生活習慣，為我們的成長和學習打下堅實的基礎！