[圖文]科學家全面解析「冬泳冰人」抗凍之謎
據英國新科學家雜誌報道，英國「冰人」劉易斯－戈登－皮尤（Lewis Gordon Pugh）以擅長冰冷水中遊泳而著稱。他停留在南極洲的冰原上，測量了一下水溫，僅有0攝氏度，這是一溫度是任何液態水的最低溫度了，但這對於「冰人」 皮尤而言只是「小菜一碟」，他解開自己的夾克，脫去褲子，只穿著一條泳褲便跳入冰冷的海水中。
「冰人」皮尤經常一頭扎入冰冷的水中
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如果是一般的正常人跳入這一溫度的海水中，都會自然地呼吸急促緊張起來，而皮尤卻絲毫未表現出呼吸緊張急促，他在海水中自如地遊動著。2005年12月，皮尤在南極洲冰冷的海水中遊泳，在18分鐘遊了1000多米（如圖所示）。然而普通人這種情況下跳入如此冰冷的海水中，只需幾分鐘便會溺水身亡。然而，皮尤不僅倖存下來，此後他還在如此寒冷的天氣中進行了更遠程的遊泳。這位「冰人」在冰水中遊泳有什麼秘訣嗎？或者說他是否如擁有著某些過人之處？目前，英國《新科學家》雜誌對「冰人」現象進行了深度剖析。
新陳代謝與冬泳的關係
今年1月份，一項關於皮尤身體測試的最新研究顯示他對冰冷海水的反應一切都正常，或許皮尤的確具有某些遊泳天賦，但是他的這種接近超人的遊泳能力很大程度上還是取決於他的後天勤奮訓練，因此成就一個冰人的過人之處就是勤奮訓練，這也是我們值得學習之處。據悉，皮尤並不是第一個在冰冷水中鍛煉遊泳的，在俄羅斯、中國和許多北歐國家都有著悠久歷史，他們會在冰冷的湖面上鑿出洞，然後跳入其中暢遊一番，冬泳是當地的一種習俗文化或者是宗教儀式。然而，這種冬泳通常是冬泳者很快地跳入水中，因此他們很少進行長距離冬泳。日本和韓國通常喜歡不穿著衣服在10攝氏度左右的水溫下遊泳30分鐘，他們能夠堅持冬泳的秘密就在於他們的身體新陳代謝功能，在日本阿瑪潛水協會的冬泳愛好者們在冬季最寒冷的幾個月裡，他們身體的新陳代謝速度就越慢。但是日本阿瑪潛水協會的研究顯示，這些冬泳愛好者們的身體狀況與我們正常人並沒有太大差異，在冰冷的水中遊30分鐘，他們的體溫會降到35攝氏度，正好在低體溫稍高一些，如果沒有得到幫助，他們的體溫就不會恢復過來，但令人不可思議的是皮尤在冬泳時體溫卻持續保持在36攝氏度，即使是在更低溫的水中剛遊完泳，他究竟是怎麼做到的呢？
據瞭解，皮尤的出身背景非常普通，1970年他生在英國西部的普利茅斯，6歲時他就到寄宿學校讀書，不久移居至南非，在那裡喜愛上了遊泳。當他17歲時，第一次參加了長距離遊泳課程訓練，他參加了從羅本島（納爾遜－曼德拉曾在該島被囚禁了18年）的一次長途遊泳，距離長達7千米，當時的水溫為12攝氏度，他穿著遊泳衣。但從這些遊泳課程之後，在他的內心深處激起了他對遠程遊泳的激情，並渴望創造新的紀錄。
堅定頑強的毅力和有機的訓練模式
在過去20年裡，他參加了17次遠程遊泳，包括橫渡英吉利海峽、沿著泰晤士河從坎姆博爾至倫敦，以及在挪威松恩海峽（Sognefjord）遊泳21天、距離長達204公里。在他的遊泳行程中，他開始注意到一些顯著的氣候變化，比如：海洋冰原融化和冰川消退，他決定通過挑戰更冰冷的海水遊泳從而喚醒人們對地球環境的關注，其中包括他在南極和北極的兩次遠程遊泳。
但對於皮尤來說，在冰冷海水中遊泳並不是僅僅取決於堅定的意識形態，儘管皮尤將自己的成功歸功於頑強的精神毅力，但是遊泳的一些細節工作還是至關重要的。在參加一次長途遊泳之前的一周內，他會每天與教練在一起訓練4個小時，主要進行精神上的練習，讓自己平靜下來，更加聚焦於當前的遊泳計畫之中。其中包括集中精力讓自己投身於當前的極限挑戰之中，形成一股決定性意識幫助自己取得成功。他強調稱，我會認真思考遊泳過程中的每一個動作，從遊泳開始一直到完成，我能夠聽到自己在水中搏擊的聲音，感覺到自己皮膚上的冰。
「運動前生熱作用」
隨著遊泳比賽日程的逐漸接近，他會聽一些非常喜愛的音樂讓自己興奮起來，在進入水的前幾分鐘，皮尤不需要任何體能鍛煉，僅通過回憶曾經遊泳所帶來的激情便能將自己的體溫升高到38.4攝氏度，它比他平時的體溫高1.4攝氏度。專門研究皮尤遊泳的南非開普敦大學運動科學家蒂莫西－諾克斯（Timothy Noakes）說：「之前我們也觀測過運動員的『運動前生熱作用』，但是沒有哪位運動員能夠像皮尤這樣可以升高體溫這麼多。」
其他研究實驗發現對俄羅斯冬泳運動員注射腎上腺素會誘導形成「運動前生熱作用」，諾克斯猜測皮尤可能在遊泳之前是否也採用了這種方法。據悉，皮尤還懂得其他一些特殊技巧，比如：他會直接一頭扎進水中，而不是讓身體逐漸適應水溫。英國樸茨茅斯大學生理學研究員邁克爾－蒂普頓（Michael Tipton）指出，多數人如何像皮尤這樣跳水，會直接表現出冷休克狀態。冷休克是冰水環境遊泳導致死亡的最常見原因。
通常情況下，當皮膚表面的感覺神經的體溫突然大幅下降時，你就會感覺無法控制，有點兒喘不過氣來。在該狀態下，你會喝入許多冰水導致身體快速下降。此時，體內通向人體末端部位的血管將變得狹窄，減少血流量，體溫開始降低，從而血液無法抵達一些重要器官。此外，血壓的突然升高也會引發心臟病。
抵抗冷休克反應，身體不顫抖
人體進入冰冷水中逐漸適應寒冷是有可能的，這樣將使最初的冷休克反應不致於過快。但是皮尤似乎擁有不同尋常的抵抗力，儘管當他剛進入冰冷水中的前幾分鐘仍會感到呼吸困難，他說：「我感到非常寒冷，這的確很痛苦！」進入冰冷水中能夠度過最初冷休克的人們將面對另一個問題：隨著肢體和肌肉變冷，身體的神經組織也將受到影響，像遊泳這樣的協調性運動則變得非常困難。然而，似乎皮尤可以切斷對表皮肌肉的血液供給，使血液在表皮之下更加溫暖一些，這種有效的身體控制能力存在於日本冬泳運動員身體上。
皮尤具有一種令科學理論很難進行解釋的「特技」——在冰水中遊泳時他能夠讓身體停止發抖。正常地講，顫抖是人體感覺到寒冷的一種無意識本能反應，這時人體內部溫度會降至36.6攝氏度，皮膚溫度會降至28攝氏度。諾克斯指出，平時人體顫抖對維持正常體溫是十分有益的，肌肉收縮會產生熱量，但是在冰冷的水中顫抖反而會加速身體變冷的速度，其原因是血流增加，會促進從身體內部向身體末端釋放更多的熱量。但是皮尤的確有過人之處，當他的身體內部溫度低於36.6攝氏度，皮膚溫度在5攝氏度時，也能有效避免顫抖。
畢竟不是超人，也有出現生命危險的時候
諾克斯說：「皮尤並不是『超人』，他也有身體極限，當他遊渡南極洲迪塞普申島的鯨灣時，就差點兒身體出現崩潰，經過在冰冷的海水中遊泳長達30分鐘，他的身體內部溫度已快速下降。當他離開海水時體溫竟下降至危險的33.6攝氏度，如果他再遊2-3分鐘，他的體溫將變得更低，很可能進入無知覺狀態。」
但是擁有頑強毅力的皮尤並沒有被嚇倒，之後他又進行了幾次冬泳運動。2007年，他在迄今最冰冷的海水——北極冰川中遊了1公里，該水域的溫度僅有零下1.7攝氏度。他說：「當我進入0攝氏度以下的水溫環境中，我的手指開始結冰，在那次冬泳之後的4個月我才恢復了手指知覺。」據悉，當他完成了暢遊南極和北極的目標之後，目前他暫時停止了自己的「冰人」計畫，進入休養調整狀態。
