科学解析压力的根源与应对之道

无论是动物、植物、矿物还是机器，万物都会经历压力——广义上定义为对平衡状态（一种均衡的生存状态）的挑战。

人类的压力故事

在生物学中，压力是身体对感知到的对其身心健康威胁的反应。适度的压力是健康和正常的。但过多的——或过少的——都会导致问题。慢性压力与心血管疾病、焦虑和抑郁有关。与战斗等极端事件相关的压力可能导致创伤后应激障碍（PTSD）。PTSD的症状，影响着超过700万美国人，包括在创伤很久之后仍然出现的闪回和过度警觉。与此同时，最近的研究表明，对压力反应迟钝的人更容易出现冲动行为和物质成瘾。

适应性压力反应

1936年发表在《自然》杂志上的一篇论文开创了压力研究领域。在这项研究中，医生汉斯·赛利（Hans Seyle）——后来被称为“压力之父”——将大鼠暴露于寒冷、药物、过度运动和其他侵袭性刺激。无论刺激是什么，大鼠都表现出相似的生理反应。

如今被称为压力反应的这套身体变化是一种适应，它使动物能够将精力集中在生存上，而放弃生长或繁殖等其他事务。当大脑检测到潜在威胁并启动包括肾上腺素和皮质醇在内的一系列激素释放时，它就会启动，影响内分泌、神经和免疫系统。

其中一个激素通路，称为交感肾上腺髓质（SAM）通路，会触发“战或逃”反应，其特点是心率、呼吸和血糖水平的升高。另一个通路，即下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，通过动用葡萄糖储备并降低非必需功能的运行水平，使身体保持高度警惕。

如何应对

有许多应对策略可以缓解与压力相关的负面情绪。有些——比如冥想、写日记、心理治疗和药物治疗——是被推荐的；另一些——比如否认、暴饮暴食、饮酒——则不被推荐。或者，有些策略可以消除压力源。例如，处于有毒关系中的一对夫妇可能会断绝联系，或者被待办事项压垮的人可以提高时间管理技能。最佳方法取决于个人及其具体情况。

对于面临日常挑战的健康个体来说，简单的改变会有帮助。近30项涉及2500多名参与者的研究发现，通过教授人们活在当下、不加评判的正念计划，压力和焦虑得到了减轻。同样，2017年发表在《精神神经内分泌学》杂志上的一项对42项研究的评论得出结论，瑜伽可以改善健康压力反应的衡量指标，包括血压、静息心率和皮质醇水平。

为何如此焦虑？

古代生物可能进化出了压力反应来更好地逃避捕食者。但今天的压力诱因包括交通、截止日期和第一次约会。根据美国心理学会2018年对3000多名受访者进行的一项调查，主要的压力源是工作、金钱、经济和健康。

尽管每个人都会面临压力，但人们的反应却不同。“有情况本身，我们如何评价这种情况，以及我们处理这种情况的技能，”俄克拉荷马大学的心理学家威廉·洛瓦洛（William Lovallo）说。过去的经历帮助我们衡量适当的反应，所以大多数人随着年龄的增长会变得更好。“高中生或大学生可能没有这些应对技巧，可能会让情况失控，”他补充道。

大多数成年人的压力反应是正常的，会根据特定的压力源释放适量的激素和身体变化。但有些人却会持续地过度反应或反应不足，这可能是身体或精神疾病的预警信号。为了研究这一点，科学家们经常监测一天中以及在艰难任务期间的皮质醇或心率波动。

在某些情况下，这些反应的强度似乎从年幼时就已经设定好了。研究表明，经历过童年困境——包括体罚、家庭不稳定和性虐待——的人，成年后压力反应可能更迟钝。例如，在2012年发表的一项研究中，洛瓦洛让354名参与者承受适度压力。那些报告有早期生活逆境经历的人，心率和皮质醇水平实际上比其他参与者更低。虽然研究任务无关紧要，但这些个体的反应不足表明，当真正重要的时候，他们的压力反应可能也难以启动，这可能和过度反应一样不健康。其他研究也发现了童年时期的冲突与成年后异常低的压力反应以及物质滥用之间的联系。虽然其生物学机制尚未完全明了，但有人认为，早年被忽视或创伤会使身体的压力通路变得不敏感。

甚至在出生之前，孩子就可以继承父母的压力，这可以通过胎儿吸收的激素，或者通过卵子或精子的化学修饰来实现。这种现象在大鼠和小鼠身上得到了充分的证实，一些论文也表明在人类身上存在同样的关联。例如，犹太人大屠杀幸存者的成年子女以及在9/11袭击中患有PTSD的母亲所生的婴儿，他们的皮质醇水平都较低。

我们的身体如何应对压力

当压力发生时，杏仁核区域会感知到威胁，并将痛苦信号发送给作为指挥中心的下丘脑。它启动了沿两个通路——交感肾上腺髓质（SAM）通路和下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴——的激素流。

跨物种的压力

与人类一样，过度的压力会导致动物——甚至是娇生惯养的宠物——患上病态疾病。在最近一项对4000多名狗主人进行的调查中，近一半的犬只报告了压力症状。“这是狗表现出攻击性行为的最常见原因，”研究负责人、康涅狄格州萨里斯伯里市犬类行为研究中心兽医行为学家尼古拉斯·多德曼（Nicholas Dodman）解释道。

犬只表现出明显的压力迹象——呜咽、发抖、逃跑尝试——以及通过血压、心率和皮质醇水平升高等内部变化。这些症状可能是急性的，由兽医就诊等特定事件触发，并在事后缓解。但其他原因则更为隐蔽。例如，一些狗在独自在家时会经历分离焦虑。虽然大约有15%的狗会通过嚎叫、撕毁沙发和随地大小便来表达它们的痛苦，但使用隐藏摄像头和激素监测的研究表明，还有更多狗受此困扰。“它们只是把自己缩起来，进入一种近乎抑郁的状态，这种状态会持续到分离结束，”多德曼说。

动物园里的动物也会感到压力。虽然它们食物充足，远离捕食者，但圈养会导致慢性压力，对它们的生长、免疫和繁殖产生负面影响。而且许多动物会做出看似毫无意义的、重复性的动作，有时会导致自残。例如，海象会用象牙摩擦混凝土池边，鹦鹉会拔掉自己的羽毛，熊会强迫性地来回踱步。这些行为夸大了动物在野外的行为，包括捕猎和在广阔的区域内漫游。一项2016年发表在《动物行为》杂志上的研究，分析了23个物种，发现野生食肉动物每天的活动范围越大，它们在圈养环境下——“在一种不自然的环境下，充满压力和无聊，”多德曼说——就越会进行这些可能有害的行为。

23个物种，2016年《动物行为》杂志的一篇论文显示，野生食肉动物每天的活动范围越大，它们被圈养的同类——“在一种不自然的环境下，充满压力和无聊，”多德曼说——就越会花费时间执行这些潜在有害的行为。

工程与设计

物理学家和工程师通常将应力定义为作用在特定面积上的力。过大的力会使物体变形、弯曲或断裂。其结果可能像断裂的铅笔那样微不足道，也可能像桥梁坍塌那样灾难性。

直接观察应力很棘手——在大多数情况下，研究人员最终都是在事后进行测量。

但我们更希望知道一个结构在屈服之前能承受多大的应力——甚至在建造之前。从宏观上看，事物可能看起来稳定，但在更精细的尺度上，“存在着所有这些应力正在积累的地方，”乔治城大学的物理学家埃马努埃拉·德尔·加多（Emanuela Del Gado）说。这是“不同方向应力的神奇组合，它们相互抵消。”但是，当一个外力出现时，比如一阵强风或重载，“这种神奇的组合就会丢失，”她说，结构就会失效。为了防止这种情况，德尔·加多和其他人正在通过计算机模拟和数学模型研究材料如何承受应力。

缓慢而持续的应力

疲劳是指由于反复施加的适度应力而导致的材料强度降低。疲劳材料会产生微裂纹，并最终完全断裂。运动员常见的骨应力性骨折就是这样形成的。

温度很重要

热水会导致冷玻璃杯因热应力（温度变化产生的力）而破裂甚至破碎。杯子的内壁升温和膨胀的速度比外壁快。由于没有生长空间，玻璃会沿着预先存在的缺陷开裂。

温度也会影响强度——承受应力的能力，这一点在世界贸易中心倒塌的悲剧中得到了清晰的体现。这座110层高的塔楼本应能承受飞机撞击。但根据2002年发表在《工程力学杂志》上的一篇论文，爆炸及随后的火灾将支撑柱加热到1400华氏度以上，导致它们失去支撑上层楼板的强度。

观察应力

将一个塑料袋拉伸在两个偏振器之间——即过滤单向光波的屏幕。你会看到迷幻的彩色条纹沿着塑料袋上的应力线延伸。这种被称为光弹性效应的现象，存在于透明聚合物和玻璃中，曾被用于测试结构的完整性。在计算机模拟出现之前，工程师们会用光弹性材料建造微型模型，施加力，然后观察应力色彩图。

不同类型的应力

物理学家和工程师区分了几种机械应力。