基于电磁理论的人体血管电磁效应的探讨
摘要
关键词
电磁学;人体;血管;俗语;电磁效应
正文
前言
在我国农村广泛流传着这样一句俗语“要想睡的轻松,切莫脚朝西来头朝东”。这句俗语的意思就是人们要想睡得好,千万不要脚朝西、头朝东睡觉。那么这句俗语是封建迷信?还是有一定的科学依据呢?首先在我国民间有“东来西去”的说法,西方是极乐世界(阴间),是另一个世界,因此不能朝着这个方向。更有神话色彩的传说是:“人睡着了,其魂就自然离开人体站起来往前走,头朝东脚朝西睡时,其魂起来就是面朝西而往西去,魂往西天就是凶多吉少”;其次,是我国的古代建筑大多讲究都坐北朝南,而且都是北面靠山,南面开阔。由于我国地处北半球,大部分地区位北回归线以北区域如(图1)。冬季南面先照到阳光,起到保暖的作用;第三是因为人体血管可以视作具有带电性质的导体回路,由于电磁共存现象,使人体表现为弱性磁场体。而地球两极也有磁场,对人体磁场有一定的影
响,南北向睡觉是让大地磁场力线和人体的磁力线相互垂直,不再干扰人的睡眠。
本文结合电磁学理论和俗语说,用现代科学原理进行分析、剖析电磁理论的人体血管电磁效应与大地磁场的相互作用的关系,以供读者参考和借鉴。
1 人体血管及其电磁原理
我们知道:人体血液是携带离子的导体,血管可以看成是导线如(图2)。 医学上描述的人体血液循环是按器官次序的,如(图3)。人体的血液循环路径主要是心、肺、肝、肾经动脉流出、静脉流回的回路。人体任意点的血液都是从心脏流出,经这一任意点回到心脏形成的基本回路。可以将人体的各个血液循环回路看成一个闭合的线圈。我们参考电工学电流回路的概念就可以称之为血流回路。把人体简单划分成四肢和头部等五大部分,并把每一部分的很多微细的血流回路简化为一个总的等效血流回路(等效回路),便得到人体五大简化血流回路(人体五回路),如(图4)。实验证明了血液是带电荷的流体,带电荷的血流可以看作电流。把人体血流形成回路电流称为人体电流,其所产生的电磁场称为人体电磁场。回路电流产生的电磁场同样服从法拉第电磁感应定律。
我们用安培右手定则同样可以判定出人体电磁场的极性和方向。为此,对人体五大简化回路用安培定则判定可知,以站立姿势为例判定人体电磁场的S、N极均指向水平方向,即人体电磁场的方向与人体轴线相垂直(从头到脚的对称线定义为人体轴线)。
当人在躺下时,人体电磁场的方向就是指向上、下、左、右等垂直于人体轴线的周围,如(图5)所示。
2 大地磁场及电磁原理
地球是一个庞大的天然磁性体,它的磁场却比较弱,总磁场强度不过0.6奥斯特,与人体血液流动产生的总磁场强度大致相当。然而,地球在不停地转动,它每23小时56分便自转1周,自转的地球可以看作一个导磁物质,见(图6), 大气层是带电粒子的集合体,相当于无数个闭合的电流线圈。
当地球(转子)自西向东转动时,相当于电流方向是自东向西作相对运动,根据右手螺旋定则可测得,地磁N 极位于地球的南极,由此可得地磁N 极是地球的南极,地磁S极位于地球的北极的结论,如(图6)。
将人体的各个血管投影成组闭合的线圈组,根据电磁感应定律可知,人体五大回路的等效闭合导体在相对于大地磁场做切割磁力线运动时,便会产生感生电流。当人体头朝北脚朝南或这反之时,如(图7),大地磁场的磁力线与人体五大回路的等效线圈平行,不做切割磁力线运动,血管不会因此产生感生电流,地球磁场对人体血液流动不产生影响。当大地磁场的磁力线与人体五大回路的等效线圈不平行而是交角(正交或斜角)且穿过闭合导体的磁通量发生变化时,闭合导体就会产生感生电流,感生电流又反过来产生感应磁场,感应磁场总是阻碍外来磁场的变化的。
3 相互影响的理论分析
在地球磁场的作用下,人体血管中就可能存在两种电流,其一是血液电流,由带电离子流动形成;另一种是感生电流,由人体运动及其与地球磁场的相对位置关系形成。在血管中,这两种电流的叠加是同向加强而反向减弱的。
地磁感应产生的电流方向如果与人体血液电流方向一致,血管中的电流强度提高,反之,地磁感应产生的电流方向如果与人体血液电流方向相反,血管中的电流强度就减弱(实际上就是阻碍血液流动)。
4 睡姿东西向的分析
睡姿东西向,即睡时头朝东脚朝西或反之,这种睡姿,人体五大回路线圈中总会有一部分与地球磁场的磁力线相交,如(图8)。人体磁场与地球磁场叠加,有部分的叠加结果是加强了,有部分的叠加结果是减弱了。再从地球磁场的磁力线穿过人体回路线圈情况看,睡姿有动静(如翻身)穿过人体闭合回路的磁通就会发生变化并由此产生感生电流而阻碍或加速血液流动,直接影响心脏的负荷,影响睡眠质量。
5 相关理论在实际生活中的运用
结合上述原理和结论,为充分利用大地磁场对人体磁场的影响,更好的服务生活,提出以下来三个方面的运用,以供参考。
5.1 正常情况下:应头北脚南方向睡。原理是人体自身磁场和大地磁场相互垂直,磁场之间互不叠加互不干扰。大地磁场的磁力线与人体回路线圈平行,不产生感生电流,对血液流动不产生影响,所以优先推荐以下三种睡姿:
5.1.1 仰卧。据统计,只有8%的人采用了这种睡姿。美国国家睡眠基金会认为,对大多数人来说,仰卧是最好和最健康的选择。它能让人把头、颈部和脊柱保持在一条中线上,不会扭曲、歪斜,有助于身体在夜间得到充分休息。另外,仰卧也能减轻身体压力,避免胃酸反流。但是,睡眠呼吸暂停患者不宜采取这种睡姿。因为仰卧时咽喉部放松,舌头后坠,可能阻塞呼吸道,对于睡眠中呼吸困难的人来说很危险。
5.1.2 侧卧。侧卧是睡眠呼吸暂停患者的最佳选择。建议选择右侧位睡眠,这样不会压迫心脏。侧卧时需确保枕头能给肩膀足够的支撑。枕头过低,头部会向下倾斜;枕头过高,颈部会被拉伸。为了让侧卧更舒适,并尽可能减少对身体的压力,建议找一个枕头夹在两膝之间,保持腿臀之间的适当距离,更有利于放松腰背部。须注意的是,因为侧脸长期压在枕头上,可能会加深法令纹。
且根据电磁感应原理可知,对于南北睡姿,侧睡而弓增加了人体回路面积,增大了人体回路磁通量的变化率,却又增加了地磁对血液循环的影响;对于东西睡姿,侧睡而弓是减少了人体回路面积,减少了人体回路磁通量的变化率,因而减少了地磁对血液循环的影响。
5.1.3 蜷着身体睡觉。这是最常见的睡姿,在我国有“卧如弓”的传统。当其他条件限制,我们无法选择南北向睡姿时,最有效减少地球磁场对人体磁场的影响和对血液流动的影响的方法是“蜷着身体睡觉”,因为蜷着身体睡觉能使人体回路面积大幅度减少,此时不管是人体磁场方向与地球磁场方向的关系还是人体回路面积大小的变化,都是有利于大幅度减少地球磁场对睡眠的影响的。同时在冬天蜷着身体还可以更好聚集热量,在冬季更能减少温度(热量)的损失。美国国家睡眠基金会调查发现,有41%的成年人经常蜷缩着身体睡觉。孕妇和打鼾者尤其适宜采用这种睡姿。它能提供更好的血液循环,防止子宫压迫肝脏。但是,建议关节炎患者在晚上睡觉时把身体伸展开。
5.2 特殊情况下(如准备考试):为增加血液循环,促进思维活跃,应朝东西方向睡。原理是人体自身磁场和大地对人体的感应磁场相互叠加,地球磁力扰动人体磁场而血流波动增大,加快血液循环速度,对短期发挥体能和智力有利。
5.3 一些特殊生物培养(如养猪):应让其朝东西方向睡,加速其血液循环,以达到快速生长的目的。小时候笔者父亲总结出一条规律,养猪时猪圈一定要朝着太阳升起的地方,猪长得特别快,当时不以为然,现在才明白这个道理,除了光照效应外还有磁场效应的作用。
6 结论与思考
综合以上分析可知,中国俗语“要想睡的轻松,切莫脚朝西来头朝东”,多年来都被认为是一种迷信说法,其实是一种科学现象。包括“行如风,卧如弓”的传统说法,虽然我们一直在运用这个结论,医学上也一直推荐,但都是知其然,不知其所以然。这些现象的背后,都有着一种较深奥的科学原理,只是人们只知道形态和结果的关系,未知原理而无法解析清楚。所以,我们需要用科学的态度看待民间的或传统的某些貌似迷信色彩的经验和传承。不要轻易去否定,也不要盲目去相信,能找到科学理论依据的要敢于确定和发展,暂时找不到理论依据的要慎重运用,对于某些经不起科学理论论证或被科学理论否定的,可以认定是伪科学(迷信)的东西,应加以拒绝,以免对我们的工作和生活造成不必要的负担。
主要参考文献
[1] 蔡利超. 人民健康网——常见4种健康睡姿 仰卧时身体最放松。
[2] 江帆. 俗语“睡觉不能头朝西、脚朝东”,有没有道理?睡觉时头朝哪里好?
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