از سرعت تا خواب

نویسندگان:
David Robson
Clare Wilson
Valerie Jamieson
James Mitchell
Crow ـ Jessica Hamzelou
برگردان: احسان سنایی

تا چه‌مدت می‌توان تمرکز داشت؟ آخرین ارتفاعی که در فقدان اکسیژن اضافی بتوان بدان دست یافت، چقدر است؟ زندگی، بی‌آب و غذا تا کی جاری است؟ حد استقامت بدن در برابر تشعشع چیست؟ پاسخ این‌ها و هشت پرسش چالش‌برانگیز دیگر، حکایتی جذاب از منتهای توانایی‌های انسان تا پیش از لمس مرز غیرممکن‌هاست.

طرح از ImageZoo

۱- نهایت سرعت دویدن چقدر است؟

سال گذشته «اوسین بولت»؛ دونده‌ی افسانه‌ای جامائیکا با بهبود ۰.۱۱‌ ثانیه‌ای رکورد دو ۱۰۰‌ متر جهان که در دستان خودش بود، حیرت تماشاچیان و البته دانشمندان را برانگیخت ... اما آیا سریع‌تر از این هم ممکن است؟

پروفسور «مارک دِنی» از دانشگاه استنفورد کالیفرنیا به‌منظور پاسخ‌گویی به این پرسش، تصمیم به تعیین تئوریک رکورد سرعت انسان در مسابقات دو ۱۰۰متر گرفت. او رکوردهای پیشین این رشته‌ در رقابت‌های دو و میدانی - به‌همراه حد سرعت سگ‌ها و اسب‌های دونده، جهت انجام محاسبات بهتر – از دهه‌ی ۱۹۲۰م.، را بررسی نمود و فهمید عملکرد بدن جانداران در اغلب موارد پیرو الگویی مشخص به‌طور پیوسته رشد می‌کند تا در نهایت با کاهش ناگهانی شیب نمودار، از حرکت طبیعی‌اش بازایستده و مسیری افقی را بپیماید. مثلاً به نظر می‌رسید اسبان دونده‌ی دربی کنتاکی، در سال ۱۹۴۹.م به مرز توان‌شان رسیده بودند. در این‌صورت، از آنجا به بعد بازدهی هرگونه تلاش بیشتر به حداقل می‌رسد، و در نتیجه موارد رکوردشکنی به‌طور فزاینده‌‌ای دچار افت می‌شود.

انسان‌های دونده نیز، به‌نظر از الگوی مشابهی پیروی می‌کنند. در سال ۱۹۷۷، نمودار زمان‌‌سنجی دو ۱۰۰متر زنان به قله‌اش رسید؛ یعنی همان نقطه‌ای که شاخص از آن پس مسیری هموار را می‌پیماید. از سویی رکورد دوندگان مرد همچنان در حال بهبودی است اما دنی، با مدل‌سازی‌هایی که بر پایه‌ی دیگر موارد استقامت انسان انجام داده، معتقد است آن‌ها نیز ظاهراً در آستانه‌ی لمس مرزها هستند. او برای دو ۱۰۰متر، به‌طور کمّی حد ۹.۴۸ ثانیه؛ یعنی فقط ۰.۱ ثانیه کمتر از رکورد بولت را پیش‌بینی کرده. دنی می‌گوید: «اگر او همچنان ادامه دهد، به‌زودی به حد مطلق نزدیک می‌شود».

شانزدهم آگوست ۲۰۰۸، «اوسین بولت» جامائیکایی در مقابل چشمان حیرت‌زده‌ی تماشاچیان حاضر در استادیوم ملی شهر بیجینگ چین، رکورد دو ۱۰۰ متر جهان را شکست / عکس از Michael Macor

چه‌چیز این محدودیت را کنترل می‌کند؟ به‌گمان دنی، این درست مثل نسبت قدرت‌به‌وزن دوندگان است. فراتر از حدی مشخص، مزایای ماهیچه‌های قوی‌تر و ساق‌های بلندتر، انرژی‌ افزون‌تری که برای جابجایی وزن بیشتر به‌کار می‌رود را خنثی می‌کند.

۲- تا چه‌مدت می‌توان تمرکز داشت؟

این مشکلی است که برای اکثریت‌مان حین رویارویی با موعد تحویل پایان‌نامه، کار شبانه در محل کار و یا رانندگی طولانی پیش می‌آید. به‌لحاظ روانی، ما تا کی قابلیت به‌کارگیری توان مغزی‌مان را حتی تا پیش از وقفه‌ای کوتاه داریم؟

برای افرادی که تمرکز در کارشان حساسیت ویژه‌ای دارد (همانند رانندگان کامیون، متصدیان نیروگاه‌ها یا خلبانان)، غالباً این زمان محدود به شیفت‌های ۱۲ساعته است. اما پزشکان بیچاره: جراحی‌های پیچیده گاه از این نیز طولانی‌تر می‌شوند؛ هرچند عمل‌های طولانی‌مدت توسط بیش از یک تیم پزشکی انجام می‌شود. تا سال ۲۰۰۴، پزشکان انگلیسی طی هر شیفت هفتگی، از صبح‌گاه جمعه تا غروب دوشنبه – که مجموعاً معادل ۸۰ ساعت است – کار می‌کردند. در بهترین موارد، چند ساعتی را می‌خوابیدند و در بدترین اوقات هم اصلاً نمی‌خوابیدند. دکتر «هلن فیماندز»؛ از جراحان مغز و اعصاب بیمارستان «ادنبروک» در کمبریج انگلستان، در توصیف آن‌ دوران می‌گوید: « می‌توانستید اکثریت قریب به اتفاق اوقات را کار کنید».

ساعت‌ها که می‌گذرد، توان تمرکزمان افت می‌کند؛ کارایی‌مان را از دست می‌دهیم و قدرت تصمیم‌گیری‌ یا واکنش‌مان نسبت به رویداد‌های غیرمترقبه کاهش می‌یابد. دکتر «دیوید دینگرز»؛ عصب‌شناس دانشگاه پنسیلوانیا در فیلادلفیا معتقد است: «کشیک ایستادن، از حوزه‌هایی است که خستگی در آن شدیداً حساس است».

گروه دینگر از تصویربرداری MRI، به‌منظور بررسی افرادی که کارشان کشیک ایستادن است؛ استفاده کرد. مادامی‌که از سرعت واکنش این افراد کاسته می‌شود، عملکرد قسمت‌های مشخصی از مغزشان نیز رو به افول می‌گذارد. دینگر متوجه شد در این تست، میزان عملکرد شخص را می‌توان از میزان جریان خون جاری در شبکه‌رگ‌های آهیانه‌ی لوب راست مغز فرد، پیش‌بینی کرد.

۳- تا کی در خلأ‌ می‌توان دوام آورد؟

بدبختانه می‌دانیم اگر انسان به‌سرعت در معرض خلأ فضا قرار گیرد، تا کی زنده خواهد ماند. در ژوئیه‌ی ۱۹۷۱م.، سه فضانورد روسی یه‌دلیل بروز نقصی در سیستم کنترل هوای کپسول فرود مأموریت سایوز-۱۱، در ارتفاع تقریبی ۱۶۸ کیلومتر از سطح زمین و اندکی پس از عبور از جو، دچار فقدان فشار محیطی شده و جان خود را از دست دادند. بررسی‌های بعدی مشخص کرد که فشار کابین، طی تنها ۱۱ دقیقه و ۴۰ ثانیه پس از برخورد با جو زمین، به صفر افت کرده بود. خدمه ظرف مدت ۳۰ تا ۴۰ ثانیه، به‌دلیل فقدان اکسیژن تلف شدند. دکتر «جاناتان کلارک»؛ از پزشکان اسبق خدمه‌ی شاتل‌های فضایی ایالات متحده می‌گوید: «شما هم به اکسیژن، و هم به فشار هوا برای انتقال اکسیژن به مغرتان نیازمندید».

تلاش تکنیسین‌های روسی برای بازگرداندن سه فضانورد مأموریت سایوز-۱۱ به زندگی؛ پس از گشایش درب کپسول فرود / Spacefacts

با این وجود می‌شود از تجربه‌ی شرایط کوتاه‌مدت خلأ، جان سالم به‌در برد. در سال ۱۹۶۶، یک تکنیسین ناسا حین آزمایش یک لباس فضایی در اتاق خلأ، ناگهان فشار هوای پیرامون‌اش به فشاری که فقط در ارتفاع ۳۶.۵ کیلومتری سطح زمین می‌توان به‌طور طبیعی تجربه‌اش را داشت، افت کرد. او پس از گذشت ۱۲ تا ۱۵ ثانیه، بیهوش شد. آخرین چیزی که بعدها به‌یاد آورد این بود که آب ‌دهان از زبان‌اش می‌جوشید و این به‌دلیل افت نقطه‌ی تبخیر آب در فشار پایین هواست. ۲۷ ثانیه بعد، با تعدیل فشار اتاق و رساندن‌اش به فشاری معادل ارتفاع ۴۲۰۰ متری سطح دریا، هوشیاری وی بازیابی شد. هرچند رنگ و روی‌اش پریده بود، اما دچار هیچ آسیب جسمی جدی‌ای نشد.

زمانی‌که فشار بیرون افت می‌کند، حباب‌هایی درون خون پدیدار می‌شود که طی چندین دقیقه به آسیب‌های مهلک ریوی خواهد انجامید. سیستم عصبی نیز طی چند ساعت، به‌واسطه‌ی انحلال نیتروژن در خون دچار آسیب می‌شود. کاهش ناگهانی فشار محیط اما فاجعه‌بار است: هوای محبوس در ریه‌ها، طی چندین ثانیه منفجر می‌شود. به‌هر‌ترتیب اگر به‌‌شکل بهتری در معرض شرایط نزدیک به خلأ قرار گرفتید و مراقبت‌های فشرده‌ی پزشکی نیز حاضر و آماده باشد، کلارک اعتقاد دارد که می‌شود تا حداکثر یک دقیقه زنده ماند.

۴- ظرفیت حافظه چقدر است؟

بادآوری شماره‌‌تلفنی ۱۱رقمی، برای اکثریت‌مان به اندازه‌ی کافی سخت است. اما یکی از رکوردشکنان کنونی ظرفیت حافظه، فردی چینی به‌نام «چائو لو» است که موفق شد ۶۷‌هزار و ۸۹۰ رقم از بخش اعشاری عدد پی را در سال ۲۰۰۵، به‌‌دقت به‌یاد آورد؛ اما آیا این‌هم حتی قطره‌ای از اقیانوس ظرفیت حقیقی مغز ماست؟
توانایی کسب اطلاعات در ما بینهایت است.

در سال ۱۹۸۶، «توماس لنداور» از مرکز پژوهش‌های مخابراتی بل در موریس‌تاون ایالت نیوجرسی، نگاهی به بررسی‌هایی که از میزان ذخیره‌سازی اطلاعات مشاهداتی و شفاهی، با بهره‌گیری از متن و تصویر و نیز سرعت‌ فراموشی‌شان صورت پذیرفته بود؛ انداخت. همین، وی را به برآوردی از گنجایش میانگین حافظه‌ی یک انسان بالغ، برای به‌خاطر سپردن اطلاعاتی از این دست در طول زندگی ترغیب نمود: ۱۲۵ مگابایت؛ که به‌اندازه‌ی کافی برای به‌خاطر سپردن یکصد کتاب، با حجمی معادل «موبی‌دیک» کافی است.

عدد پی / عکس از Krzysztof Zmij

اما حفظ درست رشته‌ای از اعداد، بسیار طاقت‌فرساتر از تشخیص اطلاعات به‌خصوصی پیرامون یک متن یا تصویر است. به‌منظور کشف ابعاد یک حافظه‌ی منفرد، شاید بهتر این باشد که تکنیک‌هایی که توسط قهرمانان این رشته به کار بسته‌ می‌شود را هم در نظر گرفت. اغلب‌شان از یک روش بهره می‌برند و آن، نسبت دادن اعداد چهار رقمی از ۰۰۰۰ تا ۹۹۹۹، به یک شخص یا جسم؛ پیش از حفظ آن عدد طولانی است. بدین‌روش، ارقام عدد پی را می‌توان به سلسله‌ای از این اجسام و افراد تعبیر کرد و ارتباطات مابین‌شان را نیز با ایجاد یک داستان ذهنی به خاطر سپرد. در نتیجه علاقه‌‌مان به حفظ زنجیروار این اعداد چهاررقمی افزایش یافته و در نهایت آنها محکم به ذهن‌مان میخ می‌شوند.

لو، تقریباً برای حفظ ۴۰‌هزار رقم، ۱۰۰۰ ساعت زمان صرف می‌کند. با درنظرگرفتن این نسبت و صرف‌نظر از وسعت حافظه‌ی یک قهرمان، هرکس که حفظ یک عدد را از ۲۰ سالگی شروع کند و روزانه ۱۲ ساعت را بدین امر اختصاص دهد؛ می‌تواند تا روز تولد ۷۰سالگی‌اش، ۸ میلیون و ۷۶۰ هزار رقم را دقیقاً به یاد آورد!

۵- تا چه سرمایی می‌توان دوام آورد؟

انسان به یک دلیل از سرما متنفر است: بدن‌های نسبتاً دراز ما با لطافتی ویژه‌ برای دفع گرما طراحی شده‌اند، نه حفظ آن. این را به‌خوبی می‌توان در گرمای طاقت‌فرسای دشت‌های پهناور آفریقا که میزبان انسان‌اند، فهمید. «میک تیمپتون» از دانشگاه پورت‌موث انگلستان که به بررسی توان تنظیم دمایی بدن انسان مشغول است، اعتقاد دارد حتی بدون تکنیک‌های مقابله با سرما – مانند پوشاک، ابزار گرمایشی و پناهگاه – هم همه‌ی ما زنده‌ خواهیم ماند.

زنده ماندن در برابر سرما یعنی حفظ دمای درونی بدن. این دما معمولاً ۳۷ درجه‌ی سانتیگراد است؛ اما در اوضاع بد، زمان چندانی تا آغاز افت آن طی نمی‌شود. دکتر «فرانسیس هامان»؛ فیزیولوژیستی از دانشگاه اوتاوای کانادا معتقد است اگر این دما به ۲۰ درجه‌ی سانتیگراد برسد و شرایط محیط نیز مرطوب و طوفانی باشد، انسان به هیپوترمی دچار خواهد شد. به‌هنگام سرما، بدن شروع به لرزیدن می‌کند و در شرایط شدیداً سخت، جریان خون متوقف می‌شود. اگر دمای بدن فقط ۲ درجه کاهش یابد، علائم هیپوترمی یک‌به‌یک ظاهر می‌شوند: ابتدا هوشیاری‌مان از دست می‌رود، بعد هم ضربان قلب از نظم می‌افتد و معمولاً در دمای ۲۴ درجه، با توقف تپش قلب، مرگ فرد عارض می‌شود.

اما کسانی هستند که به‌خاطر تجربه‌ی دماهایی کمتر از این، معروف شده‌اند. «آنا باگنهولم»، با سقوط در رودخانه‌ای نیمه‌یخ‌بسته‌ حین اسکی و گرفتاری در آن به‌مدت ۸۰ دقیقه؛ از پایین‌ترین دمای ممکن بدن یک انسان زنده یعنی ۱۳.۷ درجه‌ی سانتیگراد، جان سالم به‌در برد. جریان مداوم آب پوشیده از یخ، تا بدانجا دمای بدن‌اش را کاهش داد که در نهایت تنفس و تپش قلب‌اش متوقف شد؛ اما چون سوخت‌و‌ساز بدن‌اش به ۱۰ درصد میزان معمول رسیده بود، مغز وی به اکسیژن کمتری برای بقا وابسته ماند و شانس بهبودی کامل به وی رو کرد.

۶- بدون آب و غذا، تا کی می‌توان زنده ماند؟

به‌طور نظری، زمانی‌که سرانجام چربی، پروتئین و کربوهیدرات‌های بدن‌تان از دست رود، با از دست رفتن انرژی، فعالیت‌ آن متوقف می‌شود. اما دکتر «جرمی پاول‌تاک»؛ روان‌شناس بالینی بازنشسته‌ که در سال ۲۰۰۳، به «دیوید بلین» - تردست مشهور آمریکایی – پس از دوره‌ی گرسنگی‌اش در لندن غذا داد، آنچنان به مهلک بودن این امر اطمینانی ندارد. او می‌گوید: «احتمالی که پیش از آن بمیرید بیشتر است».

افراد چاق، فقط در صورتی می‌توانند نسبت به چنین شرایطی بیشتر زنده بمانند، که ویتامین‌های B حلال در آب بیشتری را برای کمک به مصرف ذخیره‌ی چربی‌شان در اختیار داشته باشند. پس امکان‌اش هست که یک شخص چاق هم از گرسنگی بمیرد.

طولانی‌ترین دوره‌ی گرسنگی را شخصی ایرلندی به‌نام «کیه‌ران دوهرتی» در سال ۱۹۸۱ طی کرد و پس از ۷۳ روز نیز جان خود را از دست داد. با ذخیره‌ی مناسب آب و ویتامین، انسان قادر است بدون غذا تا بیش از یک‌سال زنده بماند. پاول‌تاک می‌گوید: «تا حدود ۳۰ سال پیش، این روش مرسومی برای کاهش وزن به‌شمار می‌رفت».
با وجود ویتامین اما فقدان آب، دوره‌ی بقا به‌وضوح کوتاه‌تر می‌شود. یک انسان می‌تواند تا هفته‌ها بدون غذا زنده بماند؛ اما شخصی تشنه بیش از چند روز دوام نخواهد آورد.

«میشل ساواکا» از مؤسسه‌ی پژوهش‌های پزشکی-محیطی نیروی دریایی ایالات متحده در ناتیک ماساچوست می‌گوید: «این بستگی به میزان اتلاف آب دارد». بدون آب، حجم خون بدن و متعاقباً فشار آن دچار افت می‌شود. خون، غلیظ و چسبناک می‌شود و پس از آن نیز ارسال‌اش به نقاط گوناگون بدن، دشوارتر. پس ضربان قلب رو به فزونی می‌گذارد. پس حتی در محیطی سرد هم بیش از یک هفته بی‌‌آب زنده نخواهید ماند.

۷- تا کی‌ می‌توان نخوابید؟

۶ صبح روز بیست‌و‌هشتم دسامبر ۱۹۶۳، «رندی گاردنر»؛ دانش‌آموزی ۱۷-ساله‌ در سن‌دیه‌گوی کالیفرینا از خواب برخاست و تا صبح‌گاه هشتم ژانویه‌ی ۱۹۶۴، به خواب نرفت و این یعنی ۱۱ روز بیدار ماندن…

ادامه دارد ...