回旋、俯冲、翻跟头……人在天空,身不由己!除了忍受失去方向感的极速旋转,大脑一会儿缺血一会儿充血,还要争分夺秒地进攻目标,最好一打一个准—不然,等敌机回过神来,一场“天旋地转”的空中缠斗才刚刚开始……
但请放心,飞行员不会因为晕眩而昏厥,使飞机变成无头苍蝇;也不会因为恶心而吐一机舱,增加落地维护时的清洁难度!因为在他们日常的精英训练中,早被“天旋地转”的回转仪折磨了千百遍,哪里还会有感觉呢?
模拟天旋地转,包你头晕目眩
这不,一台很酷的回转仪被科学家安装在实验室里,用来模拟战斗机驾驶室的真实感受。受试者会被绑缚固定在中央座椅上,呆9分钟,在回转仪天旋地转的快速变化中保持方向感,不准晕不准吐,回答一些必须思考的问题,并按要求在前方键盘上做出精细的操作动作。
够刺激吧!这如同让你在过山车上算算数,海盗船里写作业。在受试者饱经折磨,生理和心理极限遭受挑战的同时,科学家会用生理信号传输器,测量其心率和呼吸频率,并得出心电图,来为受试者打分。
“我来!”一位没开过战机但是威风凛凛的壮汉,神气地接受挑战,4分钟后……“停,快停下!”壮汉表示头晕目眩、很想呕吐,心跳和呼吸快到了极限—成人平静时的呼吸频率约为每分钟12?20次,他已经上升到30次,超过40次就会因过度换气而昏厥!尽管旁人不断提醒他把精力集中到键盘上,他却根本做不到!回转仪停下后,他几乎是爬着离开了座位……
忘掉一切,专注于中央视野
皮戈特是F16战斗机的老牌飞行员,他坐上了回转仪。
“3,2,1,开始!”回转仪开始提速,“八角形有几条边?”“8条!”见皮戈特面不改色,科学家将速度调快到每分钟60转,即每秒旋转360°!皮戈特的心率有所上升,看来他明显感到了压力。“写出一个以字母A开头的美国的州”—皮戈特在键盘上“啪嗒啪嗒”地快速敲击,搞定!“美国空军的口号是什么?”—皮戈特继续对答如流。
时间到!皮戈特神情自若地走下回转仪,面对赞叹,他表示:“当我看向我的控制范围之外时,同样会感到方向错乱,所以我会立刻把注意力集中到驾驶仪器(键盘)上,把身体感受到的其他事物抛诸脑后(比如重力的变化),以找回方向感,正常地思考与操作!”
空间定向障碍—器官被耍惹的祸
为何普通人会在旋转中头昏眼花、汗流不止甚至呕吐呢?
耳朵最里面的内耳,是人的平衡器官,它的纤毛是一种运动感应器。当人体旋转时,纤毛就把头部转动的信号传给大脑,但是,回转仪的方向和速度一直都在改变,而纤毛的运转速度跟不上人体旋转的速度—这导致它向大脑“谎报军情”,传递错误的身体位置信息。
另外,眼睛也能帮助人体维持平衡,但旋转中的眼睛找不到一个固定的焦点,视神经就会告诉大脑:“身体失去平衡啦!”即使回转仪停了下来,被刺激过多的感官系统,也会在接下来几分钟里,继续向大脑传达不正确的信息—谁让你玩了它半天呢!
看来不经过长期训练,即便面对战机飞行员的一个训练科目,也是很难通过的哟。
小哥白尼·趣味科学画报2016年2期