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目前世界上跑得最快的人是牙买加运动员尤塞恩·博尔特(Usain Bolt),他能以每秒10.4米的速度奔跑,而且能以这种速度持续跑10秒或20秒。我养的狗,还有我实验室里任何一只山羊或绵羊的奔跑速度都能比博尔特的速度快两倍,而且它们没有经过任何训练,也没有使用任何特殊的科技和任何药物,等等。与大多数哺乳动物相比,跑得最快的人也显得相当慢了,不仅只是速度,还有在最快速度下坚持的时间。博尔特可以以10.4米每秒的速度跑10秒到20秒,我养的狗、或一只羊、一只狮子、一只瞪羚或非洲的一些羚羊可以以20米每秒的速度跑大约4分钟。博尔特毫无可能超过一头狮子,或者跑过任何动物。
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一只普通的黑猩猩的力量是一个人类的2~5倍。一只比人类体重更轻的黑猩猩可以把一些人的手臂扯断。并不是因为黑猩猩有多强壮,而是我们人类太弱小。我们认为人类天生就是糟糕的运动员。但其实我们一直关注错了运动的类别。我们真正擅长的不是体力,我们真正的天赋是忍耐。我们是动物世界里的陆龟,而非野兔。从这个角度来说,人类“能够”超过大多数动物很长距离。
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马拉松就是一个有趣的例子。很多人认为马拉松是非同寻常的,他们好奇有多少人能够跑完马拉松。每年至少有100万人可以跑完一次马拉松。如果你观察任何一项马拉松大赛,你就会发现,大多数选手并非是非同寻常的运动员,他们只是普通的人。很多选手都是为了慈善而跑的,出于某些理由去募集捐款,比如癌症或糖尿病,等等。我想,这就证明了,没有经过太多训练,或太多成为伟大运动员的能力,普通人就可以跑完42.195公里。当然,以很快的速度跑完马拉松确实了不起,但是这也只需要一些训练而已。所以这并没有什么不同寻常。
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我们是了不起的有耐力的运动员,这种耐力深深地根植于我们的身体里,我们从头到脚趾都有耐力。适应能力深植于我们的脚、腿、臀、骨盆里,还在我们的手、大脑和呼吸系统里。我们甚至还有神经生物学意义上的适应能力,让我们拥有跑者高潮(3)的体验,所有这些促使我们成为了非凡的耐力运动员。我们已经忘记我们有多么擅长忍耐了,这就导致了一种流行的观念,认为人类并非是优秀的运动员。
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还有一个好例子就是那些人类与马之间的竞赛。在英国的威尔士,这项比赛已经开展有几年了。我猜这项竞赛又是一个典型的人们在酒吧喝醉后下的赌注:一些人打赌一个人类不可能在马拉松赛里胜过一匹马。他们在威尔士开展这项马拉松比赛我想已经有15~20年了吧。公平地说,在大多数比赛中都是马胜过了人类,但是马也仅是以领先很短的距离而获得了胜利。每当天气很热的时候,人就胜过了马。现在美国的亚利桑那州还举办了人与马之间超级马拉松。同样,很多时候都是马赢过了人类,但是偶尔人类也会超过马。问题不在于因为马有时超过我们,就说人类是差劲的运动员,问题在于人类实际上能够在耐力竞赛中与马匹敌,还经常超过马。大多数人对此感到很惊讶。
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而且那些参加比赛的马上还坐着一位骑手。那些比赛里还有一件有趣的事就是,他们非常担心马会在竞赛中受伤,所以每20公里就要兽医强制性的去检查,但是人却没有这个待遇,因为人类可以在不受伤的前提下轻松跑完40公里。但是如果你让一匹马持续飞奔超过20公里,那你是就在冒险让这匹马的肌肉骨骼遭受永久性损伤。
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直到很近的时代开始,人类才可以不用依靠耐力而生存下来。人们不仅需要运动能力去狩猎和采集,还需要当农夫。在自然经济条件下,农夫不得不工作得极为努力。在工业化机械设备出现之前,农夫们甚至比狩猎-采集者更加辛苦,经常一天要耗费几千卡路里。他们要挖掘沟渠,要投入大量干草来取火,还要背负各种工具到处奔波。农夫要费尽蛮力,才得以艰苦疲乏地营生。直到新技术的发明,比如驯养动物,或者像内燃机这样更晚才出现的机械,农夫才得以过上相对轻松的生活。
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只有在过去100年里(事实上对于很多人而言是过去20、30、40、50年),人类才开始过上不用体力劳动的生活。今天,在充满后工业化的信息技术的世界里,一个普通的美国人可以在早上起床后,走到储物柜前,取出盒装的麦片,倒一点,再去到冰箱里倒一些牛奶。你可以整天不用做任何使心跳加速的体力劳动;你可以整天坐在转椅上,上下楼乘电梯,整天坐在凳子上盯着电脑,开车上下班;晚餐,基本上也只要摁几个按钮就可以解决,或者,你去超市,还可以推着购物车。现在的人类已经几乎不用做任何体力活动了。在我们看来,周围的这个世界再正常不过了。但是其实我们的世界,我们今天的生活,非常不正常,特别是就不再把体力活动当作日常生活的一部分这一点而言。
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我们也有了“我们的身体并不重要”这种奇怪的观念,而这种观念也变成了现实。想想神学家圣托马斯·阿奎那(St.Thomas Aquinas),他相信肉体是无关紧要的,真正重要的是你的灵魂。在中世纪的欧洲,只有僧侣和富裕的神职人员才会有这种观念,因为其他每个人都要像条狗一样努力工作。但现在,普通人就可以过上轻松奢侈的生活,比起古代欧洲的国王、王后所做的体力活动还要少。我们最终会明白,阿奎那的梦想不过是忽视躯体。但这种缺少体力劳动的生活所带来的结果就是,肥胖症、心脏病和各种癌症蔓延开来,比如结肠癌和乳腺癌,这主要是由于缺乏运动,再加上不健康的饮食。
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但有意思的是,现在存在一种阶级的反转。现在,只有富人能够有钱做体力活动,拥有健康的饮食,而工人阶级就无力承担体力劳动。美国只有1%的人,也许是5%的人,有钱参加健康俱乐部、上瑜伽课、购买有机食物。但大多数美国人,特别是工人阶级,就要整天工作,不得不花几个小时在上班路上。他们没有时间运动,也没钱购买健康的食物。结果就是现在这种有意思的反转,你越富裕,你就越健康,这可从未在人类进化史中出现过。在过去,只有相当富裕的人才能承担得起心脏病。
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我们迄今所知的第一个心脏病案例,是通过对一位古埃及公主的石棺做CT扫描才发现的。她被制作成了木乃伊,CT显示,她患有心脏病,这是最古老的心脏病病例。她是法老的女儿也绝非巧合。很明显,她活着的时候可以整天到处闲逛,可以吃得很多,又不用运动。一直以来,这是富人才有的富贵病,但现在情况完全反转了。
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我是人类进化生物学家,我一直都对大脑痴迷,因为我们的头脑实在非同寻常。比方说,如果你在纽约街头遇见一位尼安德特人或直立人,大概你盯得最久的部位就是他们的头部。他们的身体和你我很相似,但是他们脖子以上的部分就与我们实在不同了。如果为了理解我们现状背后的原因,我们只需要理解人体中一个重要的部分,就是我们的大脑。
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大脑是复杂的。如果你观察你的大脑,几乎每一个进入你身体的颗粒都经过了你的头部,你所呼吸的,你所吃的,你所闻到的。几乎所有东西都经过了你的头部,你大脑里的很多重要功能也在运转。你在你的大脑里讲话,你去嗅的、去品尝的、去咀嚼的、去思考的,还有你的平衡感都在你的大脑里,除了这些我还能继续说下去。而所有这些都打包进入了一个只有足球大小的空间里,如果其中有任何差错,你就死了。如果你不能正常地呼吸、讲话、吞咽、嗅、品尝,你就会被立刻剔除出基因池。
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大脑也是令人着迷的。你会想说,这是因为头脑所具有的复杂性,才使之成为我们身体里最紧凑的部分,对吗?你不能让你的大脑出任何差错,否则你就会死掉。但这只是证明,大脑是我们身体中进化能力最强的部分。看来大脑是我们身体里改变最多的部分。就如我所说,当你遇见一位尼安德特人或直立人,你和他最大的不同是脖子以上的部分,而非脖子以下的部分。
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一直以来我感兴趣的是,为何大脑的进化能力这么强大,大脑的故事又向我们揭示出人类进化的哪些奥秘。部分原因在于人的大脑变得更大了,这对头部产生了主要的影响,但是你的大脑和尼安德特人的大脑容量一样啊。实际上,我们的大脑比尼安德特人的大脑还略微小一点,比直立人的大脑略大一点点。我们头部的差异并不在于大脑的容量。
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最重要的差异在于我们面部的尺寸。这一点,人类与古人类中的其他成员非常不同。我们与其他古人类成员的区别,首先就在于我们面部的尺寸和位置。在稍晚的进化过程中,我们已经缩小了脸部的大小。现在我们的面部位于大脑下面,而不再突出在大脑前面。这就是我们和古人类相比没有很大的眉骨的原因,也是我们的舌头和嘴巴小的原因,这就导致了我们的喉咙在下面,从而改变了声带的形状。
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在研究头部的过程中,我逐渐得到这一结论:尽管大脑在人类进化过程中确实很重要,但是还有其他很多原因使得头部独一无二,而这些原因又与大脑无关。
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我将举出一个与跑步有关的例子。当我们跑步的时候,我们无法像其他任何动物那样控制我们的头部。如果你观察狗或马奔跑,你会发现,它们的头部就像是身体上安装的导弹一样。身体在移动,而头部保持静止。那是因为要凝视。你需要固定住你的视线,才能看清楚你在往哪走。我们需要一个稳定的图像,才能去评估它,从而利用信息。如果你奔跑着穿过一片园林,周围世界是相当晃动不定的,你无法看清楚石头在哪里,无法看到其他障碍物,无法看清楚你的猎物在哪里。那么你就无法有效地工作。比如说,如果你在冰河时代被一块岩石绊倒了,这就是一个很大的选择性问题了。如果今天我们绊倒了,扭伤了脚踝或折断了腿,虽然还是很疼,但你可以去看医生,医生会给你治疗,你还可以利用拐杖。
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但想象一下,1万年前的时候,如果你在离家24公里的地方扭伤了脚踝,结果会怎样。你就会轻易成为剑齿虎、狮子或其他猛兽的盘中餐了。比起现在,在古代受了伤是一个更加严重的选择性问题。
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狗、马或其他四足动物能够保持头部不动的原因在于,它们的脖子是由胸部伸长的部分支撑的,所以可以水平地保持突出,而且它们的头部从后面也依附于背部,脖子也是水平突出的。这三个部分——头部、脖子和躯体,都可以各自独立地转动,因此头部可以保持不动。这也是动物奔跑时的内部机制。人类的脖子很小,是从颅底骨中间长出来的,而且很短。我们基本上就像是安装了弹簧的高跷。站立行走之后,我们就丧失了原本作为四足动物保持头部不动的功能。
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但事实证明,我们进化出了一种独特的方式来保持头部静止。其中一种方式就是内耳中起平衡作用的半规管,和头部里的前庭神经系统都以特别形式扩展了,从而赋予了我们对俯仰运动极为敏感的能力。半规管是保持平衡的器官,实质上它发挥着像是加速计一样的作用。当你的头部向前倾斜,比如说你跑步的时候每当脚底触地的时候,你的头部就会前倾,扩展了的半规管对这些角度加速的敏感度。通过我们大脑的一个由3个神经元构成的回路,可以无意识地激活眼部肌肉,然后固定住我们的视觉。所以,即使当你闭上眼睛并移动头部时,你的眼睛和半规管也会通过这3个神经元系统操作那些肌肉,并且保持视觉不动。这就是一个系统的关键所在。
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更有意思的是,我们也会利用手臂和屁股来固定大脑。当你奔跑的时候,你的头部会向前倾,这也解释了,为什么我们丧失了上体的很多肌肉系统。当你观察黑猩猩的时候,它拥有大量肌肉来连接头部和肩膀,用来转动、抬举肩胛骨的斜方肌在黑猩猩体内占据很大的比重。黑猩猩拥有我们所没有的肌肉,比如寰锁骨,还有一种被称为菱形肌的肌肉,分布在人类体内肩胛骨到脊柱之间,但数量很少。而在黑猩猩体内,菱形肌是插入头部的。正是因为黑猩猩从肩部到头部的肌肉,才使得它们这些动物可以有效地自由攀爬。
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我们放弃了攀爬能力,所以我们是灵长目动物里爬树最差劲的。作为灵长目动物,实际上我们是很古怪的。今天这里所有的听众里几乎没有人上过树吧,但对于灵长目动物而言,这是很奇怪的。我们放弃攀爬的理由不是因为我们要步行,而是因为我们要奔跑。
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事实证明,跑步的时候,我们会利用手臂来固定头部。当你跑步的时候,手和腿摆动的方向相反,每条手臂重量和头基本一样,惯性使得你的头部前倾,同时引起你的手臂下垂,也就是拖曳臂。我们拥有一块特别的肌肉叫作颅骨斜方肌,就一小片,有铅笔那么厚,它从锁骨处延伸出来,嵌入头部的中线结构里,也就是矢状平面里。在你的脚触地前这块肌肉会立刻被激活。这块肌肉就像是一个机械支柱,处于下落的手臂和前倾的头部之间。它把这些重量连接到一个弹簧状的结构上,这个结构叫作颈韧带,它在头部的中线里被校直。所以,当头部前倾的时候,手臂实质上会往回拉住头部。我们把这称为一个被动重量抑制系统。它运作的时候,你完全意识不到。你所需要的就是一个模式发生器,也就是一块肌肉,在你的脚触地之前自动激活;身体会自动解决我们作为双足动物出现的问题。很明显,人类是为了奔跑而进化的,而我们大约是在200万年前开始奔跑的。显然奔跑对我们的生理机制至关重要。同样,运动能力也是我们生理机制至关重要的一部分。
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接下来,我又开始寻找头部与忍耐力相关联的其他特征。比如说,我们的鼻子增大了。其他灵长目动物都不能挖鼻孔。我们拥有这个大鼻子,这是我们头部前面增加的前庭部分。为什么我们拥有这个部分?结果表明,这部分前庭是一个湍流发生器。空气要通过小小瓣膜往上走,这个瓣膜被称为文丘里喉管,当空气进入鼻子后,它会制造湍流。然后它会转为直角,制造出更多湍流。之后空气进入另一个文丘里喉管,从而进入鼻子中部,鼻子的所有工作都在那里完成,所有黏膜在那里交换热量和黏液。由于鼻子里的空气湍流,鼻子里并没出现层流。空气不只是流入我们的鼻子,而且是呈高度旋涡型的,由此空气降低了流动速度,这就意味着,流入鼻子里的空气与上皮组织的黏膜之间就没有了界限。在从外部世界进入鼻子的空气与黏膜之间,存在着密切而长久的联系。这就使得我们极为有效地给吸入的空气增湿增温,并且极为有效地保留住从鼻孔出去的湿度,从而我们不会因此脱水。
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