瞻云， 先让一部分知识有趣起来 查看知乎原文 你知道人这么大个的冷血动物，例如鳄鱼，功率有多少吗？ 仅仅只有 3~10W [1] 。 而你硕大的大脑，功率就高达 20W，相当于整个爬行动物身体的 2~7 倍。 静坐状态下，人体新陈代谢率为 [2] 。 要得到人总新陈代谢功率，这个表格的数据还需要乘以人体的体表面积。 根据许文生氏公式： 可得，175cm，70kg 的人类表面积为：1.81m^2。 我们再乘以代谢功率，就得到了静立状态下，人体新陈代谢总功率： 也即，静息状态下，一个人的功率差不多 100W。 一个人在环境中，热量不断释放，会形成温度梯度。 皮肤温度越低，人体散热温度梯度越大。 人体的热传导，根据傅里叶定律，有： 为皮肤热导率。人体含水 70%，皮肤热导率约 0.432 W/（m·k） 为皮肤表面积。 为核心温度 与皮肤表面 的温差。人体核心平均温度为 37℃ 为皮肤平均导热厚度，非寒冷状态下约为 3cm。但足够寒冷的情况下，平均厚度可达 10cm。 那么，人体依旧维持核心温度时，皮肤的最低温度为： 当一个原始人在丛林环境中，热量释放以皮肤 热辐射 和 自然对流散热 为主。 对流散热：通俗点来说，就是通过空气带走的热量。 对流、辐射、汗液、呼吸，是人体最主要的四大散热方式。后两者占比比较低，且热辐射直接用的裸露皮肤模型，会略微多算。二者折中，可忽略不计。 根据 斯特藩 - 玻尔兹曼定律 ，物体对外的辐射通量（单位面积对外的辐射功率）为： 为辐射系数，人体约为 0.97 为斯特藩 - 玻尔兹曼常量，取值 为热力学温度 人体损失的辐射热功率，等于向外热辐射减去接受到的热辐射，即： 为皮肤温度， 为空气温度， 为人体表面积。 而人体在空气中，通过自然对流释放的热量，可通过 牛顿冷却定律 计算： 空气对人体的自然对流系数 h，有经验公式： [3] 那么： 当人体热平衡时，新陈代谢功率等于人体释放的总热量： 带入，相关数据。 易得，此时人体热辐射功率大约 70W，对流散热功率大约 30W。 此时空气温度为： 也即，在大约 17.3℃的环境中，人体依旧会维持核心温度。 也就是说： 由于整个人体的功率高达 100W，所以使得哪怕环境温度仅仅只有 17.3℃时，人体核心温度依旧高达 37℃。 传热学定律决定了，人体在高功率的状态下，核心温度必然维持高温，通常不会随着环境温度显著变化。 能随着环境温度显著变化的，是散热梯度。 如果要让人体核心也能像变温动物一样，随着环境显著变化，那么人体的功率就必须同样降低到 10W 以下。 但显然，对于大脑功耗就高达 20W 的人类来说，功率只有几瓦，那就直接宕机了。 但可能你会这样想，虽然人体核心温度不会随着环境显著变化。但人体新陈代谢既然是可以变化的，那么完全可以这样： 温度低的时候降低新陈代谢，温度高的时候提升新陈代谢，在较好保证各大器官功率的同时，体温在一定范围上随着温度变化而变化。 按照题主的设想，可能这样人体更适应环境。 但其实并不是。 对于高功率的恒温动物来说，体温的恒定非常重要。 生物体就是一个大型的生化反应器，而催化亿万生化反应需要的是： 酶。 而温度对酶活性，具有决定性的影响 [4] 。 虽然不同的酶的活性范围很大（0~100℃） [5] ，但不同的生物体内的酶都是为了适应自身环境而存在的。 动物体内酶活性的最适宜温度为 37～40℃，平均温度为 38℃。 所以，绝大多数恒温动物的体温在 38℃附近，并不是巧合。 另外还有一个美妙的数学巧合，38℃正好位于 0~100℃温度尺度黄金分割点附近。 当一个动物长期处在恒定的环境中，它们的体温也相对恒定，那么它们身体内的各种生化反应也会比较稳定，所使用的酶也会相对固定。 有机体都是由化合物构成，所有生化反应都遵循热力学定律，都遵循阿伦尼乌斯方程： 。 k 为速率常数，R 为摩尔气体常量，T 为热力学温度，Ea 为表观活化能，A 为指前因子。 这就注定了，温度不仅影响生物体内的化学反应速率，还会引起蛋白质的构象转变、脂类的相变、水的结构变化等等 [6] 。 这些都注定了，当突然遭遇过高温度或者过低温度时，便可能造成恒温动物关键的酶失活，影响相应的关键生化反应，从而造成死亡。 所以，恒温动物的酶在相对较窄的温度范围具有最佳效率，但酶的种类更少，抗温度变化差。 冷血动物的酶则在更大的温度范围发挥作用，酶的种类多，抗温差变化强，但过大的温差，也会造成一些酶在大部分时间都是低效率运行。 例如，一些消化酶最佳活性温度在 38℃附近的，在恒温动物体内总是能高效率运营。而冷血动物，往往只有夏季，这些消化酶才能高效率运行。除此之外，冬眠等特殊的习性，也需要更高的酶成本支持。 也正是因为生理特征对恒温的适应，当突然面临失温，恒温动物更容易被冻死，所以寒冷地带的恒温动物进化出了厚厚的毛发或者脂肪。 在寒冷环境，为了弥补大量热量损失，机体新陈代谢也会提升，从而具有更高的食物需求，这也导致恒温动物遭遇食物匮乏时，更容易饿死。所以对应食物匮乏，一些动物进化出了能量囤积或者冬眠的能力。 的确，恒温其实也并不是总有具有优势，生物进化过程，总是会为了适应环境，增加新的「天赋」去弥补劣势的地方。 更何况，比起变温动物，我们具备绝无仅有的高功率持久维持状态。 这是我们最终能进化出智慧，发展出文明，走向星辰大海的关键。 说明：体温和静息 / 平均功率相关，所以本回答讨论的功率，皆为静息 / 平均功率。 查看知乎讨论

  • 情报分类：综合情报
  • 分类依据：生物进化与物理传热科普，非技术学习或提效内容。
  • 信息来源：资讯 / 知乎日报
  • 发布时间：2026/10/9 07:11:52