不变的体温

除人类以外，其他哺乳动物和鸟类也能维持恒定的体温，我们和它们统称为“温血动物”。当然，温血动物的体内不是只有血是暖的，温血和冷血的区分也并不总是泾渭分明。生物学家用“恒温动物”（homeotherms）与“变温动物”（poikilotherms）来作区分；其中homo是希腊语的“相同”, poikilos是希腊语的“变化”。鸟类和哺乳类属于恒温动物，它们代谢率高、从体内产生热量、并且具备精密的冷却机制来维持恒定的体温。而除此之外的变温动物就不具备这些机制了。这个区分也有例外，比如有些常温动物也会使体温大幅下降，大家都熟知的冬眠就是一个例子。尽管如此，恒温与变温的区分已经相当精确了。我们由此还会想到：恒温性是如何演化出来的？恒温性的前提是复杂的脑和精密的控制，在已知的动物物种当中，只有很小一部分采用了这套机能。至于原因是什么，至今没有一个公认的答案，有的只是一系列猜想而已。

恒定体温的出现，似乎正好与一些动物从水中走向陆地的时间重合。在水下生活能够隔绝许多天气的变化。尤其是深水，那里的环境温度是相当稳定的。相比之下，在陆地上栖息的动物在二十四小时之内就能感受到温度的变化。日夜更替、晴雨交加、暴风骤雨，都是它们必须经受的。除此之外，陆地生活还使得许多动物演化出了快速决定复杂事宜的本领。

试想远古的一位人类祖先在非洲大草原上被一头狮子追逐的情景。逃跑时，他的四肢必须协调运动，大脑也必须估算出最佳生存策略：是继续跑，还是转过身来用原始的木棍战斗？那棵树离我有多远？在被狮子赶上之前爬上去的把握有多大？我的家人又有多大的生存几率？部落的同胞会来帮我吗？我是不是该跳进河里？那样会被鳄鱼抓住吗？脑袋里做着种种盘算的同时，手脚也没有停下，身上不住地流汗，肺部也在用力呼吸。无论人或狮子，脑中的念头和身体的行动都必须同时进行，各种决策汇总起来，从而制定出一条求生的路线。

指导人类思想和行动的中枢是脑，它是由一千亿个彼此连接的神经细胞组成的回路，结构精巧到了极点。和人类一样，狮子的头颅里也有着数量相当的神经细胞。在那里，复杂的化学反应激发着信号的传送与接收，而这些化学反应和各种到达特定器官的激素信号一样，都取决于身体的温度。对于我们这样复杂的动物来说，由于所有的回路都依赖温度，保持恒定的体温（只在特殊情况下略有偏差）就成为了演化上的首选。脑的温度如果发生波动，就会将反应打乱，使之无法按照已经学会的顺序进行。人类、其他哺乳类和鸟类的脑都是演化形成的卓越工具，它们之所以能有这样高超的性能，就是因为它们都处在一个受到保护和控制的环境之中。也有一些较为简单的动物，脑部的结构比我们原始得多，它们利用其他方法获得了最大的生存几率；但是对于我们来说，恒定的体温才是最好的选择。

再看看刚才的例子：那位一边被狮子追逐一边思考对策的人类祖先，他处在一个关键时刻，他的双腿在努力奔跑，他的双手不能在这时做出爬树的动作；他的鼻子闻到了一头狮子的气味，他的眼睛不能认为那是一块石头；他的头脑也不能在这个当口决定停下来吃点零食——狮子恰恰在动这个脑筋，但是它也要确定自己追逐的是一个人类而不是什么无法消化的东西。人和狮子都想存活并将自己的基因流传下去，想要增加这个几率，就必须在同一时间决定几个事项、完成几种行为，无论决策或动作，都必须灵活、迅速而可靠。一个温度恒定的脑似乎有助于这种机能。

我不是要用这个例子来说明猎食者和猎物之间最基本的相互作用需要一个结构精巧、温度恒定的脑。这显然不是事实。对于人和狮子这样的动物，脑的确能在恒定的温度下发挥最大的效用。但是之所以演化出了这么复杂的脑，原因还在于各种复杂行为，这些行为中的许多都是为了在社会和组织中生存，一旦学会就沿用终身。

人脑之所以保持恒温，也不是人体保持恒温的唯一原因。一般的化学反应总是在温度升高时加快，所以体温设定得越高，体内的反应就越活跃——不过这也有限度。如果多余的热量无法排出，接收的信息又来得太快，系统就会崩溃。在过去几百万年中，人类、其他哺乳动物，当然还有鸟类，都发现了一个共同的规律：在华氏100度（约摄氏37.8度）左右，我们的思想和行动是最有效的。

我的一个心理学家朋友告诉我，在遇到动物行为方面的难题时，就想一想动物的性行为。温血动物的体内有着主宰交配、生殖和无数其他行为的激素反应，而它们在温度恒定且较高的时候是最有效的。还有一些巧妙的问题也能从温度的角度予以解答，比如男性的睾丸为什么要放在体外的阴囊中，而不是更加安全的腹腔内？大概是因为略低于98.6度的环境比较适合精子的产生吧。

就算人体真的在温度恒定的时候最为可靠，为什么就偏偏要是98.6度呢？这个问题有一个大概的答案，其中既有演化的原因，也涉及新陈代谢的简单原理。大多数机器的能效都很低下，人体也是如此。一般来说，人体吸收的能量中有超过70%转化成了热量。这些热量需要向周围散发，不然身体就会像超负荷的引擎那样过热、无法正常运行。我们在外界温度比皮肤温度低20至30度时最为舒适，因为这个温差下的热损失率恰到好处，再冷一点，热量就会散发过快，再热一点，就会有太多热量淤积。当天气偏冷，我们就加衣服、盖毯子、肌肉也会做出颤抖的动作；当天气偏热，我们就出汗、摇扇子，只要条件允许就一直待着不动。

人体产生热量的过程精微复杂，它是又一项需要脑部调节的机制。在休息状态下，脑和心、肺、肾等内脏器官产生的热量超过人体总热量的三分之二，虽然它们在体重中所占的比例连十分之一都不到。在运动时，肌肉产生的热量可以增加十倍并占据所有资源。但即使在这样的剧变之下，身体的温度依然是相当稳定的，那些基础的本能反应也依然不会出错。能够做到这点，是因为人体内部在制造更多热量的同时，也在以更快的速度将热量散发到环境中去。

热传递的机制有着复杂的细节，但基本的物理学原理却十分简单：热量总是从高温物体向低温物体流动。所有物体都会辐射和吸收热量，其中暗色物体的辐射效率较高，亮色物体的辐射效率较低。设想你待在一间砌着石墙的宽敞房间里，如果墙壁的温度低于你的体温，你就觉得凉爽；高于你的体温，你就觉得暖和。

热传导也是同样的道理：当两个物体互相接触，热量总是从较热的那个向较冷的那个流动。在热辐射和热传导中，热量流动的速度都和两个物体的温差大致成正比——至少在温差不太大的情况下是如此。这个规律在一些旧书中就有提及，比如牛顿的《热量流动的定律》（Law of Heat Flow）。举例来说，你手握一根金属棒，当棒子的温度是华氏78度（约摄氏26度），你流失热量的速度就是棒子在华氏88度（约摄氏31度）时的两倍，这是因为其中的一根棒子和你98.6度的体温相差20度，而另一根仅相差10度。同一个砌着石墙的房间，在华氏58度（约摄氏14度）时感觉要比华氏78度时更冷，也是这个道理。

有人认为，我们的体温之所以定在98.6度，和我们在70度（约摄氏21度）的房间里感到舒适是出于同一个原因。人类出现在略早于两百万年前的非洲局部地区，那几个地区的日平均气温刚好是70度出头。先民们在这样的气温中狩猎采集，他们的代谢过程产生的热量，在体温接近100度时是最容易散发的。你可以算出身体在日常活动中产生热量的速度，也可以算出身体的热量向70多度的环境中散发的速度。这两个速度都取决于体温：只要简单估算，就会发现这两个速度在98.6度处大致吻合，在这个体温上，身体产生的热量等于发散的热量。后来的人类又扩展了自己对于寒冷天气的耐受能力，一是靠穿戴裘皮，二是靠一门独特的技术——生火。

不过，人的体温之所以维持在98.6度，对气候的适应最多只是一个很小的原因。鸟类和哺乳动物有着各自不同的演化历史，但它们的体温几乎都固定在了这个数值附近。在恒温性的种种理由当中，最主要的是使动物体内一套复杂的化学反应达到最优，好让它们完成生活中的各项复杂活动。