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「反常脫衣」及其他:對於溫度,大腦是如何欺騙我們的

The Cat Walk

 Meets The Sax Giants, Vol. 3

Gerry Mulligan 

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利維坦按:我們該如何定義溫度?在中學教材里,我們了解到溫度的熱力學定義是「對於粒子運動的劇烈程度描述」,即粒子的平均動能,分子/原子的運動越激烈,溫度就越高。而在統計力學裡,溫度可以粗略定義為內能對熵的導數,正如我們可以把密度定義為質量對體積的導數。因此,熵才是溫度在物理學意義上的度量。

好的。拋開這些我自己也看不懂的定義,溫度又是什麼?如果不藉助測量工具,我們作為生物體所感知的溫度,只是關於冷與熱的體驗。既然是體驗,那麼難免夾雜有主觀感受成分。在下文所介紹的幾種情況中,我們會發現有時候自己所感受到的冷暖(溫度)並非一直靠譜。

文/K

在大部分情況下,我們的身體可以感知到細微的溫度變化,並作出相應的體溫反饋調節。但坦白講,我們的身體優勢也會犯下「錯誤」。

圖源:wurzen

大家可以在家裡重複一個簡單的實驗(當然在腦海里也可以)。我們挑選三個較大的桶並排放在面前,在右手邊的桶里倒入冰水,左邊的桶里倒入熱水,再往中間的桶里倒入常溫的水。

下一步至關重要——卷好自己的袖口。之後,分別將左手伸入左邊的桶里,右手伸入右邊的桶,等待兩分鐘。

這是一個兩分鐘倒計時的動圖,但我知道你肯定不會等它完成計時……

圖源:Imgur

兩分鐘後,同時將雙手從各自的容器中縮回,並同時伸入中間盛有常溫水的容器里。我們可以清楚感覺到從左手傳過來的涼意,與右手傳過來的溫暖。一個人的兩隻手,伸入同一溫度的水中,卻有兩種截然相反的感受,這就是冰火兩重天。

為什麼會這樣呢?中學生物課上曾經教過一個知識點:我們的皮膚表層下有著豐富的感受器,就溫度而言,我們有著熱感受器和冷感受器兩種,它們可以對冷熱刺激作出反應,這種反應將以大概50毫伏(mV)左右的電脈衝信號形式傳到大腦中。

冷感受器與熱感受器

圖源:Alimentarium

但是這兩個感受器是相對獨立的,專工專用。冷感受器對冷刺激尤為敏感,熱感受器對熱刺激非常敏感。當我們將兩隻手分別伸入冰水與熱水中時,所激活的就是不同的感受器。

我們的人體已經進化出了優秀的環境適應技能。為了適應外界溫度,我們伸入熱水的手上,熱感受器就會疲勞。同樣的,冷水中疲勞的是冷感受器,而當我們將兩隻手同時伸入溫水中時,兩邊受到刺激的感受器也是不一樣的,這就導致我們產生了兩手溫度感知迥異的狀況。

大腦自身無法直接感受外界的冷與熱。體內的溫度感受器先將電脈衝信號傳到我們的體溫調節中樞——下丘腦,然後再由下丘腦將信號向上傳至大腦皮層,產生冷與熱的感覺。接下來,下丘腦還會向下做出體溫調節的指令,這樣我們的身體才能更好適應外界環境。

下丘腦在大腦中的位置

圖源:Health Jade

值得一提的是,我們皮膚里的冷感受器相較於熱感受器位置更淺,更靠近表皮,且數目更多。這就使得我們對低溫刺激更加敏感,以提高生存幾率。有沒有很奇妙?

再來看另一個實驗。一塊保持室溫的木頭和一塊溫度相同的鐵塊,我們用兩隻手去分別觸摸,所感覺到的卻是「鐵塊的溫度更低」,這又是怎麼回事?

我們剛才有講到,大腦只能藉由溫度感受器的反饋對溫度作出判斷。但是嚴格來說,皮膚里的溫度感受器依舊無法對所處環境溫度做出直接判斷——它們只能感受皮膚的溫度。

當我們指尖的皮膚接觸到鐵塊時,鐵塊因其優異的導熱性質,將以極快的速度從皮膚吸走熱量,吸力強勁,而木塊永遠做不到這一點。當我們在感知溫度,嚴格來說我們只是在感知熱量的轉移過程。

圖源:SlideShare

在前文的三桶水實驗中,亦是如此。我們所感知到的冰與火,都只是兩隻手對外進行熱量交換的過程體驗。

體驗,是唯一的真實。

那麼既然溫度感受器是會「犯錯」的,我們的體溫調節中樞下丘腦,是否也會犯錯?

當然也會,不然下文沒什麼好說的了。

作為恆溫動物,我們的下丘腦對於體溫有個標準,這個標準叫做「體溫調定點」。在正常情況下,下丘腦接收來自溫度感受器的信號,並即時對我們的體溫發出調節指令。

但是在發燒過程中,像細菌這樣的致熱源因素在體內發揮作用。這就迫使我們的身體需要升溫以提供較高溫度「燒死」細菌。這一重擔就義不容辭落在了下丘腦身上。於是乎,下丘腦為了告訴身體趕緊提高溫度,就升高了體溫調定點,讓大腦皮層感受到寒冷。大腦一覺得冷,就會催促身體通過顫慄、立起汗毛肌等方式來升高體溫。

圖源:Kasetophono

通過「欺騙」大腦皮層來提高體溫,這就是為什麼發燒的時候,我們反而會覺得冷的原因。但這還屬於正常的生理反應,一個善意的謊言。不過在失溫症患者的身上,下丘腦是真的犯下了大錯。

如果在低溫環境中沒有採取足夠的保暖措施,長久以往我們的體溫自我調控能力不足以維持身體恆溫,我們的身體就會優先選擇保障重要器官的安全。這時候,大腦會向全身的外周血管發出收縮的信號,以減少體表血液供應,降低體表散熱來維持核心器官的溫度。

但假若依舊不採取任何補救措施,就會出現被稱為「反常脫衣現象」的悲傷結局。外周血管在收縮到一個臨界點之後反而開始舒張,大量溫暖的血液從核心器官流向體表,這又造加速了核心器官的失溫。

而此時此刻的人雖然身處嚴寒地帶,卻反而因為體表溫度短時間內的大幅升高而感到「好熱」,這使得本就被凍得神智不清的失溫者會做出在冰天雪地里脫掉衣物的舉措,以至在一片溫暖的幻覺中靜靜死去。

1812年冬天,拿破崙從俄羅斯撤退期間,許多軍隊因體溫過低而死亡

圖源:wiki

目前學術界對於外周血管為何會在到達臨界點之後反而開始舒張的現象並沒有達成一致看法。1995年的《國際法醫期刊》(International Journal of Legal Medicine)上認為這是血管壁上控制收縮的神經麻痹、控制肌肉過於疲勞導致的;但也有人認為這是由於體表組織急需擴張血管供給氧氣;同時還有觀點認為這是大腦為了讓受難者安詳離世而產生的幻覺

(link.springer.com/article/10.1007%2FBF01245483)

根據《新科學家》(New Scientist)的統計,20%至50%的低溫死亡都伴隨著反常脫衣現象。在生命的最後一刻,受難者對冷暖產生了極為離譜的錯誤判斷,最終在溫暖中與世長辭。

(www.newscientist.com/channel/being-human/mg19426002.600-the-word-paradoxical-undressing.html)

圖源:HDub

反常脫衣現象只是極端狀況下人體的特殊反應,大部分情況下我們的身體還是比較能抵禦嚴寒的,另外胖子比正常人有著更強的抗寒能力。

但其實不只是極端環境下,我們的溫度認知機制在平時也會受到諸多因素的干擾,比如色彩。

人們對於色彩和溫度的關係早已有所總結,通常情況下認為以紅色為代表的暖色系與溫暖的主觀感受有關,而以藍色為代表的冷色系則與寒冷的主觀感受相關。這種觀念非常普遍,且被室內設計師和營銷人員廣泛使用——回憶一下水龍頭上表示冷水與熱水的兩個標記顏色。

圖源:Deva Elan

同時,這種觀念也非常容易被解釋。太陽和火往往帶給人熱的感覺,因此我們會將熱感與它們共有的紅色相互聯繫起來;海水、冰塊和森林往往帶給人冷的感覺,所以我們會將寒冷與藍色聯繫起來。

《美國心理學》雜誌(American journal of psychology)在1926年的時候首先對色彩和溫度的關係提出猜測,認為我們對於物體的溫度感知受到其色彩的影響。這一猜測被稱為「色熱假說(Hue-heat Hypothesis)」,但當時並沒有足夠的證據證明這點。

(www.jstor.org/stable/1413633?origin=crossref&seq=1#page_scan_tab_contents)

圖源:homesecurity

然而在色彩心理學的發展歷程中,推動其進步的關鍵因素未必是嚴謹的科學實驗,而是上文這般的實際應用。一直到將近一個世紀後的2014年,來自NTT通信科學實驗室的Ho Hsin-Ni博士和大阪大學的研究人員才開始用實驗驗證這一假說,得到的實驗結果卻出乎所有人預料。

他們發現,相較於被實驗人員用手觸摸的藍色物體,紅色物體需要比藍色的高0.5°C才會被實驗人員判斷為溫暖。也就是說,藍色物體更容易讓人認為是熱的。雖然0.5°C的差異並不是特別大,但是考慮到我們的手能夠區分相差0.03-0.09°C的溫差,這一試驗結果無疑非常令人震驚。

(www.nature.com/articles/srep05527)

更有意思的是,當實驗人員的手被塗成紅色或藍色,並保持物體顏色不變的情況下,研究人員發現紅色手所感知的物體溫度更高。

圖源:asianscientist

研究人員給出的解釋是:當我們看到一個紅色/藍色的物體時,大腦會對它們的溫度有了一個預期,這使得我們觸摸藍色物體時所感知的溫度會高於預期,紅色物體帶來的溫度感知會低於預期,也就會讓大腦誤認為藍色的更加溫暖。

而當用紅色的手觸摸物體的時候,大腦會錯誤地認為手已經很暖了,所以會覺得所觸摸的物體很容易就會變得溫暖;藍色的手會讓大腦認為需要更高的溫度來「溫暖物體」,這就使得大腦認知藍色手所觸摸的物體更難「變熱」。

但無論如何,色彩的確可以輕而易舉地影響大腦對於溫度的認知,我們對冷暖的判斷依舊不太靠譜。

當我們的大腦著手衡量一個物體的溫度時,我們所接收到的信息往往是多方位的。除了最直接的冷暖感受之外,物體的形態、質感、色彩等諸多因素都會向我們的大腦傳遞信息。而當大腦做出溫度感知的結論時,總是無法忽略這些因素。

如果不藉助工具,我們對溫度的感知永遠只能是主觀結論。而在影響溫度感知的諸多因素里,情緒也會以它自有的方式發揮作用。

圖源:pinterest

當我們說自己感到「心暖」的時候,實際上我們真的有可能感到更加溫暖。一種解釋是:積極的情緒將調動身體分泌更多的腎上腺素,更多、更快速的血液流量遍布體表,皮膚也可能變紅,這將讓我們感受到的體溫從客觀意義上升高,由此有了「心暖」的感覺。

除了這一層生理邏輯外,多倫多大學的兩位心理學家在2008年做的一項實驗中還發現了心寒與孤獨之間微妙的聯繫

(www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18947346)

首先他們將實驗者均分為兩組,要求一組回憶他們在過往生活中感到被孤立、被排擠的片段,另一組回憶美好的集體活動。接下來,他們要求實驗者對室內溫度做出猜測,結果發現:那些回憶孤獨事件的實驗者對室溫的猜測結果比另一組更低

圖源: Russ Devan

而在另一項實驗里,研究人員讓實驗者在電腦上玩拋接球遊戲,並告知他們這是一個在線遊戲,而實際上遊戲的過程一直掌控在研究人員手裡。

其中一半的實驗者只玩了幾個球,就再也沒有「人」傳球給他們,而另一半實驗者參與遊戲的次數則與「其他人」一致。為了讓他們先忘記這個遊戲,研究人員給他們做了一套毫無意義的營銷調研。然而實驗者被問及需要什麼食物,選項有:熱咖啡、熱湯、蘋果、餅乾、冰可樂。

實驗結果不出所料:那些受到「其他玩家」排擠的實驗者更願意選擇熱湯和熱咖啡。研究人員因此還調侃道:心靈雞湯可能是人們用文字抵抗社會孤立化的有效機制

嗬。人類……

從單細胞生物進化至今,我們並沒有選擇與世界生硬地碰撞,而是發展出一系列基於表象和自身需求的處世之道。誠然,我們對於溫度的感知比不上機械的精確,但也正因如此,我們所感知的溫度變得立體,變得具象,變得彌足珍貴。

人類對於溫度的態度其中,也暗含有我們與世界接觸的方式。這始於我們用雙手製作物件的那個時刻,我們早已習慣在造物的過程中融入技藝、情感與精力。這一結論在藝術創作的過程中突顯得尤為明確。

比感知溫度更為重要的,是我們學會了揉捏溫度。

藝術創作是一個賦予物件以溫度的過程,其中我們並非只是在創造一個物件,而是寄情於物,用情感錘鍊每個細節,用光影製造情動,用色彩詮釋感性。

溫物,方能知心。

「溫物知心-雷克薩斯對話當代設計與藝術」展覽

誠邀你共同參與一次時空對話

展覽共分三部分:

【溫物知心】——藝術設計靈感之作

共同感知基於雷克薩斯精湛工藝的非凡創造

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雷克薩斯【溫物知心】藝術展,以雷克薩斯極具溫度感的設計美學為線索,以雷克薩斯車型產品中最具識別度的工藝為靈感,邀請知名藝術家和設計師共同創造極具人文關懷的藝術作品,生動演繹產品每一處的匠心與溫情。

溫物知心展

展覽日期:即日起 - 12月2日

地址:北京市朝陽區798藝術工廠


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