2019年1月11日
著名物理學家費曼(Richard Feynman)解釋熱脹冷縮的原理。他以水為例,從原子的層面說起。水的分子是由兩個氫原子加以一個氧原子形成,那是大家都知道的。這些分子並非像米袋中的米粒般休止着,而是不停地處於活動狀態中。原因在於,原子本身已是在動的物體,它們各各內中的電子,圍繞着中心的原子核在轉;加上,在氫原子和氧原子「走」在一起(形成分子)的情況中,分子與分子之間須有「相隔距離」的維持,從而達致的是,一個紛繁、從不停下來的狀況。但整體上,那水的外形仍然保留在一動不動的形態,並不分散開來:例如一粒水珠,會是靜靜地臥在那裏。但如果我們在水上加熱,其中分子的活動會加劇,最終去到一個程度,令分子與分子之間再也沒有足夠的牽引力,於是四散;水珠也就形成水蒸氣。之後若水蒸氣遇冷,分子的活動會放慢,彼此凝聚的能力增加,再一次滙聚在一起,形成液體的水。
上述的情況是溫度導致水形態的變化。反過來,水形態的變化,也可以導致溫度的轉變。在我們身體中,一旦神經系統中的「溫度感應受體」(Thermoreceptor)有體溫太高的感覺,交感神經會促使乙酰膽鹼的分泌,為的是刺激皮膚上的汗腺,從而產生汗。汗在皮膚表面將熱量吸收,藉之而揮發,於是將溫度降低。在這方面,氣喘也是身體替自己降低溫度的板斧之一,只不過,經喘氣送走的熱量,是借助喉嚨和口腔中黏膜之功。
「溫度感應受體」有不同類別,見於神經系統多處,包括下丘腦、脊髓,以至體內器官、大血管等。為什麼身體需要有這些設置?為的是要維持一個恒常及適當的體內溫度。人體的正常體溫是攝氏37度左右。身體中施行的操作,不少須依賴一些生物化學反應,而過程中必須有合適的環境條件,包括溫度。如果溫度過高過低,身體具有調節機制,作出補救。利用「溫度感應受體」促使身體機能發揮救亡功能,是主要方法之一。除此之外,腦亦會做出指示,令身體相應地採取行為性的動作。例如如果太熱,往尋遮蔭之處,如果太冷,身體自然地蜷縮一團。
總的來說,身體為了達致不變的狀態,有體內平衡機制(Homeostasis)。相對「外部」範圍多變的環境,它作出協調聯繫,能調整和監管整個機制的平衡,用以維持「體內」狀況,保持正常運作。體溫,只是漫漫目標之一。其餘者,包括水份、體液、礦物質、葡萄糖、血壓等。
(編者按:顧小培著作《補營有方 提升孩子健康力》現已發售)
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