人體機器——《人體解剖學(xué)》記1
?文丨坐馳
人體解剖學(xué)是醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)，也是了解自己基本構(gòu)成的基礎(chǔ)，第一次看完《人體形態(tài)學(xué)》，驚訝于構(gòu)成人體的一千多個器官（部件），從整體布局到微觀結(jié)構(gòu)，為了完成功能都設(shè)計的相當(dāng)合理。各部件之間相互配合緊密聯(lián)系，使機器整體設(shè)計壽命超過一百年。當(dāng)這一次讀過《人體解剖學(xué)》又有了進一步的認(rèn)識。人體解剖學(xué)將人體分為九大系統(tǒng)，分別是運動系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、感覺器、神經(jīng)系統(tǒng)。我倒是覺得可以將人體看做一個能夠自我運行的機器，將九大系統(tǒng)重新分為七部分，分別為基本構(gòu)架、（管線系統(tǒng)）、動作系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、修復(fù)和垃圾處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)系統(tǒng)（包括感知、傳輸、處理和控制）、新個體生產(chǎn)系統(tǒng)。下面分項介紹。
基本構(gòu)架
決定機器最基本的構(gòu)架的是骨和骨連接，相當(dāng)于機器中的基本結(jié)構(gòu)件和連接件。這里主要介紹骨。人體共有206塊骨，分為軀干骨51塊，上肢骨64塊，下肢骨62塊，顱骨29塊。
顱骨主要包含四項功能：1、是實現(xiàn)了頭部的基本形態(tài)。2、對人體機器最重要的中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)即大腦、小腦、腦干進行保護。3、由上頜骨、下頜骨構(gòu)成對食物粉碎處理的結(jié)構(gòu)（歸為能源系統(tǒng)）。4、顱骨中的6塊聽小骨，既是構(gòu)成前庭蝸器（耳）的結(jié)構(gòu)件，同時也是輔助聽覺傳感器的功能件（歸為數(shù)據(jù)系統(tǒng)）。
軀干骨主要包含三項功能：1、實現(xiàn)軀干的基本構(gòu)架并為動作系統(tǒng)提供杠桿。2、對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的脊髓進行保護，3、由肋骨胸骨形成對內(nèi)部重要部件保護。
四肢骨唯一功能就是實現(xiàn)四肢的基本構(gòu)架并為四肢的運動系統(tǒng)提供杠桿。
管線系統(tǒng)
管線系統(tǒng)包括動脈、靜脈、心臟、淋巴管、神經(jīng)、局部組織液循環(huán)、隱藏的組織液循環(huán)。就像機器設(shè)備中的各種電路電線、油路水管。就功能來說管線系統(tǒng)并不能成為單獨一種系統(tǒng)，而是其他系統(tǒng)中的一部分，以管線形式存在。但各管線系統(tǒng)之間存在相似規(guī)律顧一起介紹。
心臟、動脈和靜脈構(gòu)成的管路為血液的流動提供通道，心臟是在一個整體中存在兩個泵，主泵接收來自肺臟的動脈血并將其泵出，為全身各需要血液的部件提供這種液體，動脈血變?yōu)殪o脈血回流到副泵，再由副泵將靜脈血泵出給肺臟進行氧氣二氧化碳交換，變回動脈血。血液的循環(huán)系統(tǒng)很像機器中的電路循環(huán)，將紅色的動脈看成火線，藍(lán)色的靜脈看成零線，在機器中火線和零線通常是伴行的，在人體中動脈和靜脈大多也是伴行，尤其主干線。
淋巴管在圖中用綠色表示，管路中的淋巴液來源于部分沒有延靜脈回流的動脈血既組織液。綠色的淋巴管很像電氣系統(tǒng)中的地線，由動脈而來沒有回到靜脈中去的過程，正像從火線而來沒有回到零線中去的部分電荷。淋巴管經(jīng)過層級合并最終分別從左右靜脈角注入靜脈，這又與電路系統(tǒng)中將接地的線路最終和零線連接在一起很像。既然地線也是一部分電荷的回路，那么經(jīng)過層級合并的淋巴管干線很多也是和動脈靜脈干線伴行的。
神經(jīng)組成了人體的神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)系統(tǒng)很像電氣中的信號線，負(fù)責(zé)雙向信號的傳輸。信號線與動力線的分布情況取決于使用情況，動力需求最多的地方不一定是信號最多的地方，動力的來源是電源，而信號的歸宿是數(shù)據(jù)處理器，于是全身的神經(jīng)線路大多不與動脈、靜脈伴行。
在身體中還存在著很多組織液循環(huán)，有幾個循環(huán)是比較典型的。膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)存在滑液、眼球中存在房水、腦和脊髓硬膜中存在腦脊液，這些液體都有自己的來源與去向，一旦通路受阻就會出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)積液、眼壓升高青光眼、和顱壓升高。這些流動于全身的組織液對組織具有潤滑和滋養(yǎng)的作用，同時還可以帶走代謝廢物，這倒是比機器中的冷卻潤滑系統(tǒng)更高效。
動作系統(tǒng)
動作系統(tǒng)主要由全身的骨骼肌組成。人體共有600多塊骨骼肌，主要分布在四肢，以骨作為杠桿，骨骼肌作為動力完成人體的各種有意識的動作，實現(xiàn)某種姿態(tài)。人體的肌肉可以看做是機器中的電動機或氣動缸，與結(jié)構(gòu)件配合實現(xiàn)運動性功能。
能源系統(tǒng)
源系統(tǒng)的原料包括攝入的糖、脂肪和吸入的氧氣。這很像發(fā)動機中的燃料和氧化劑。
燃料有關(guān)的器官主要包括口腔、咽、食管、胃、小腸、肝、膽、胰腺（中醫(yī)中的脾）。食物由口腔進入，首先經(jīng)過牙齒的粗粉碎，通過食管進入胃中，在胃中進行細(xì)微粉碎初步分解，通過十二指腸與膽汁和胰液混合，再通過空腸回腸，食物中的糖分脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)主要在小腸（十二指腸、空腸、回腸）中完成吸收，由此燃料基本收集完畢。
氧化劑有關(guān)的器官主要包括鼻、咽、喉、氣管、肺。空氣由外界吸入，在肺中完成氧氣與二氧化碳的轉(zhuǎn)換，由此將氧化劑收集到體內(nèi)。
血管在能源系統(tǒng)中起到關(guān)鍵的運輸作用。血液、淋巴液將胃、小腸等處吸收的糖、脂肪（游離脂肪酸、甘油單酯等形式）運送到對應(yīng)的加工存儲位置，有待利用。同時血液在肺部通過，將二氧化碳排出，將氧氣吸入再運輸?shù)叫枰芰康牡胤絽⑴c氧化反應(yīng)為人體活動提供能量。
肝臟既是膽汁的分泌器官，也是體內(nèi)物質(zhì)代謝的中樞， 是糖類、脂類、蛋白質(zhì)等的合成與分解、轉(zhuǎn)化與運輸、儲存與釋放的重要場所。
胰腺對消化系統(tǒng)分泌胰液，包含多種消化酶，幫助分解消化蛋白質(zhì)、糖類和脂肪。胰腺同時也可分泌胰島素和胰高血糖素調(diào)節(jié)糖的代謝。
膽囊負(fù)責(zé)存儲和濃縮膽汁。
修復(fù)和垃圾處理系統(tǒng)
修復(fù)和垃圾處理有關(guān)的器官主要包括肝、大腸、腎、膀胱、脾、淋巴管和淋巴結(jié)。將機器能源使用后的廢物排放掉，對自身零件的損壞進行修復(fù)。
肝臟可以通過生物轉(zhuǎn)化作用對非營養(yǎng)物質(zhì)（包括有毒物質(zhì)）進行解毒和排泄。肝內(nèi)的枯否細(xì)胞對人體內(nèi)的細(xì)菌、異物進行吞噬和防御。
大腸可以對內(nèi)部的食物殘渣進一步吸收水分、無機鹽和維生素，形成糞便排出體外。實現(xiàn)半固體垃圾處理。
腎臟是產(chǎn)生尿液的器官，將體內(nèi)多于的水分以及水溶性的代謝廢物（尿素、尿酸等）排出體外，尿液由腎臟產(chǎn)生通過輸尿管，暫時存儲于膀胱，最后經(jīng)尿道排出體外。實現(xiàn)液體和水溶性垃圾處理。
脾可以清除衰老的紅細(xì)胞、參與機體的免疫反應(yīng)并有儲存血液的功能，在胚胎時期尚有造血功能。
淋巴管和淋巴結(jié)在修復(fù)功能上起著重要作用。一些大分子物質(zhì)無法通過毛細(xì)血管進入靜脈，如細(xì)菌、異物、癌細(xì)胞等較易進入毛細(xì)淋巴管， 淋巴在向心流動的過程中會經(jīng)過淋巴結(jié)，淋巴結(jié)可以清除淋巴中的有害物質(zhì)。
人體的各種組織都有自己的更新機制，通過控制有序的死亡的新生完成成長和穩(wěn)定的新老更新。
數(shù)據(jù)系統(tǒng)（包括感知、傳輸、處理和控制）
數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括感知、傳輸、處理和控制四部分
感知系統(tǒng)類似于機器的各種傳感器。感知系統(tǒng)負(fù)責(zé)獲取各種外部感覺和內(nèi)部成分狀態(tài)數(shù)據(jù)。外部感覺包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等。內(nèi)部狀態(tài)數(shù)據(jù)包括各種激素水平、血液二氧化碳含量、血壓、血糖等數(shù)據(jù)。感知系統(tǒng)時刻監(jiān)控著外部環(huán)境和內(nèi)部運行狀態(tài)，將各種數(shù)據(jù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匯總到脊髓和腦，脊髓可以進行初步的數(shù)據(jù)處理和反饋（如膝跳反射）也可將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥X，還有一些數(shù)據(jù)（如視覺、聽覺等）不經(jīng)過脊髓而直接到達(dá)腦。
數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)包括神經(jīng)、脊髓、腦和腦神經(jīng)。負(fù)責(zé)對收到的數(shù)據(jù)進行運算和決策，相當(dāng)于機器中的中央計算機系統(tǒng)。對于外部的數(shù)據(jù)，如視覺、聽覺信息經(jīng)過大腦的判斷最終得到?jīng)Q策，再將決策轉(zhuǎn)化為信號發(fā)出實現(xiàn)身體姿態(tài)的改變?；蛘邔⑹盏降臄?shù)據(jù)存儲起來作為以后決策的參考。對于內(nèi)部狀態(tài)的數(shù)據(jù)，如血糖水平的信息經(jīng)過決策發(fā)出信號實現(xiàn)狀態(tài)穩(wěn)定。
控制系統(tǒng)包括大腦控制的神經(jīng)調(diào)節(jié)，也包括激素控制的體液調(diào)節(jié)，還有共同控制的神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)。神經(jīng)調(diào)節(jié)如光線變強經(jīng)過腦的處理發(fā)出信號控制瞳孔收縮。體液調(diào)節(jié)如當(dāng)血鈣離子濃度降低時，甲狀旁腺細(xì)胞能直接感受這種變化，促使甲狀旁腺激素分泌增加，轉(zhuǎn)而導(dǎo)致骨中的鈣釋放入血，使血鈣離子的濃度回升。神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)如血糖的變化，腦發(fā)出電信號控制胰腺細(xì)胞，胰腺細(xì)胞分泌激素調(diào)節(jié)血糖水平。
控制系統(tǒng)以激素形式對內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)，既包括上層的腦垂體、松果體可以分泌控制激素分泌的促進激素和控制腺體發(fā)育的激素，也包括下層的分泌各種激素的腺體和腺上皮，可以直接分泌激素調(diào)節(jié)機體狀態(tài)。
人體對于內(nèi)部和外部收到的數(shù)據(jù)，不同情況進行不同的處理方式，簡單高效的完成對機體的控制。
新個體生產(chǎn)系統(tǒng)
新個體生產(chǎn)系統(tǒng)是人與機器（也可以說是有機生命與無機機器或?qū)砜赡艹霈F(xiàn)的無機生命）的最大區(qū)別。通過一些器官差異產(chǎn)生了兩種性別，由兩種性別的個體共同完成新個體的產(chǎn)生，既實現(xiàn)了整體上的基因信息的傳承，又實現(xiàn)了個體的差異化，幫助物種適應(yīng)環(huán)境不斷篩選進化。
新個體生產(chǎn)系統(tǒng)主要有關(guān)的器官男性包括睪丸、附睪、輸精管、射精管、精囊、前列腺、尿道球腺和尿道。女性包括卵巢、輸卵管、子宮、陰道、前庭大腺和乳腺。基因信息一半來自于睪丸、另一半來自于卵巢，通過兩部分信息在輸卵管合并，在子宮發(fā)育為一個新個體，從而實現(xiàn)基因信息的傳承。
對于種群來說基因信息的傳承和多樣性是重要的（如果將來可以通過基因工程重新編譯設(shè)定母代想要的子代特征，從而實現(xiàn)“基因工程人”的產(chǎn)生，基因信息的傳承和多樣性的意義可能會發(fā)生改變）。但是對個體來說，終止新個體生產(chǎn)系統(tǒng)的運行并不影響生命機器的運行。所以出現(xiàn)了被閹割掉的動物失去攻擊性，長得更肥壯。而為了減肥過度減少飲食的女性出現(xiàn)閉經(jīng)，當(dāng)生命所需的能量不足的時候，當(dāng)然新個體生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)該最先放棄。
從機器的角度來說，最重要的中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)最為脆弱，于是有顱骨和脊柱保護，最重要的循環(huán)泵和相當(dāng)脆弱的肺臟有胸骨和肋骨保護，并且這種保護還是可以隨著內(nèi)部活動一起活動，輔助肺臟形成負(fù)壓環(huán)境完成肺臟的功能。
最重要的外部感覺視覺、聽覺、嗅覺、味覺傳感器都在頭部，距離中央計算機最近，信號傳輸距離最短，觸覺由于分布廣泛大多要通過身體神經(jīng)傳輸?shù)郊顾璨拍軅鬏數(shù)侥X，而面部的觸覺傳感器信號則可以不經(jīng)過脊髓直接到達(dá)腦橋（屬于腦和腦神經(jīng)）。
對于與個體生命緊密關(guān)聯(lián)的能源系統(tǒng)、修復(fù)和垃圾處理系統(tǒng)、新個體生產(chǎn)系統(tǒng)則被放在了中間位置，緊密的結(jié)構(gòu)、高低的布局符合實現(xiàn)各種功能的需要。動作系統(tǒng)根據(jù)需要大多分布在四肢，執(zhí)行各種動作。管線系統(tǒng)多被放在較安全的內(nèi)部，根據(jù)需要合理分布。
對以上七大系統(tǒng)進行了簡單的總結(jié)。以后在對各系統(tǒng)中的典型解剖結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)與工程學(xué)中的相似性進行對照歸納。
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