你的體重是多少?這是一個難不倒任何人的問題,只要站上磅秤,答案立刻揭曉。可是,你知道自己的頭有多重嗎?近期,有網站拋出「怎麼測量人頭重量」的問題,一時間眾人稱奇。回帖五花八門:槓桿原理、阿基米德定律、萬有引率定律,甚至還有人根據「曹衝稱象」的原理,計算自己身體某部位的重量,名曰「排水法」……我們的頭究竟有多重?
「排水法」最靠譜?
「排水法」稱頭的重量,所需材料有木桶、塑料桶、體重器、大型塑膠袋。
第一步,先用體重器測量出塑料桶和人的重量,然後用塑膠袋將木桶套好,再在木桶內放水,水與木桶最低位置齊平。
第二步,木桶內的水放足以後,人一步步進入木桶,水便一點一點溢出,直至木桶內的水淹沒頭部以下位置,並用塑料桶收集溢出的水,待水停止溢出後,將溢出的水放到體重器處稱量。
第三步,將身體全部浸入木桶內,讓木桶內的水繼續溢出,並用塑料桶接水,直至木桶內的水與木桶內最低位置齊平,然後將溢出來的水,放至體重器稱量,由此得出數據。
點評:南昌大學物理系學者、從事物理教學十幾年的教師華林海認為,這個稱重方法稱出來的數據誤差有些大。首先,實驗的設備有些粗糙,這樣就造成測量出來的數據誤差大;其次,人是活的,呼吸的時候,人體在水中所佔的體積也不相同,更何況人體各部位的密度也不盡相同,同樣會有誤差存在。
槓桿原理也能算出?
「給我一根棍子,我能翹起地球!」多數人用這句話來理解槓桿原理。有人想,是不是用槓桿原理,也能稱出頭的重量。
那麼,我們首先得搞塊足夠長的材質均勻木板,人躺上去。然後在木板下面設立支點,使脖子與腦殼交界處和支點處於同一平面(這下板子不會平衡了,腦殼那頭會升上去)。然後,找來夠精準的彈簧秤,拉住腦殼那頭,使板子處於水平狀態。假設彈簧讀數為A。那麼(A+腦殼重+腦殼下的木頭重)×力臂1=(身子重+身子下部分的木頭重)×力臂2,在這個方程式中,「腦殼下的木頭重」和「身子下的木頭重」,都可以直接稱出來(用鋸子鋸開稱唄),我們分別假設重量為M和N,那麼得到最終的方程一:(A+腦殼重X+M)×力臂1=(身子重Y+N)×力臂2。然後我們很容易算出重量。
點評:運用槓桿原理看似很靠譜。問題出在力臂1(頭部重心的位置)和力臂2(頭部以下身體的重心位置)的比值,不能確定,因為這是由每一個個體決定的。
能通過密度算頭的質量嗎?
既然上面這幾種方法都不怎麼靠譜,還有沒有其他的測量方法呢?質量等於體積乘以密度(m=ρv),這是中學生都知道的質量測量方法。「人的體積通過排水法可以很方便地測量,關鍵就在於人的密度是否可以知道呢?」有人提出了這樣一個思路。
實際上,這種思路有一定的科學依據,因為現在醫院在給孕婦做B超時,能知道胎兒的體重。那麼,孩子還沒出生,這個體重是怎麼測出來的?醫生是不是利用人體密度的數據,然後測量體積,算出體重?如何算出胎兒的重量,省婦保王帆醫生告知,現在醫院主要有兩種方法測胎兒體重。一是用孕婦的宮高乘以腹圍,如果胎兒已經入盆,就加上200克,這個數據就是胎兒的體重。另一種方法是測量孕婦宮高、腹圍及B超檢查測定胎兒雙頂徑、腹圍、股骨長等,只需將數據輸入相關電腦軟體,便可測算出胎兒的體重。
但這種測量方法與人體密度似乎沒有關係。人會有一個平均密度,是骨密度和軟組織密度的平均值,這是通過身高、體重、骨密度等參數測算的,比水的密度略高,胖人的密度會比瘦人的密度小。不過,新的問題又來了,人的密度並不能等同於腦的密度,人體各個組織的密度都不相同。
醫學界通俗說法頭重7斤半
人的頭究竟有多重,記者走訪南昌大學第二附屬醫院、省人民醫院等多家專業機構,得到大多數答案便是:醫學上,沒有頭重量的數據。
腦科專家王青說,頭的組成——頭皮、頭顱骨和腦組織。腦重約1400克(約3斤),主要成分是水,佔80%,其中大腦約為腦重的85%,約為體重的1/40。除了腦組織的重量以外,就是顱骨體積大小所決定的重量。但整個人頭的重量還是沒有方法得知,因為頭的組成,還包括骨骼、頭皮、頭髮、血液等。所以一切都只能算個大概數值,醫學界通俗說法頭重7斤半,而且成年人腦組織重量的差異應該不大。
想知道一個人的頭的重量,竟如此難以測量。其實答案是什麼並不重要,或許重要的就是大家一起集思廣益,發動腦筋尋找答案的過程吧。
文/記者葉偉