Herman Pontzer研究人类如何燃烧卡路里，颠覆传统观念，揭示运动、压力和进化如何塑造我们的能量预算。

在杜克大学一个温暖的十月清晨，Herman Pontzer穿上皱巴巴的白大褂，走进实验室，准备给一名学生“找点麻烦”。本科生Christina躺在实验台上，头罩在一个透明塑料罩里，Pontzer礼貌地和她打招呼，然后抛出一道经典的压力测试题目：口算数学。“从1022开始，每次减13，直到0，”他大声说，试图盖过空调的轰鸣，“出错就重来，准备好了吗？”

“1009，997……”Christina开始计算，但很快被Pontzer打断，“重来！”她紧张地笑了一下，几次尝试都以失败告终。接着，Pontzer让她大声计算505乘117，Christina的袜子裹着的脚趾不由得攥紧了。旁边的博士后Zane Swanson和本科生Gabrielle Butler监控着她的心率和呼出的二氧化碳量。Pontzer又抛出一连串问题：她的梦想工作是什么？毕业后具体打算做什么？这些问题像连珠炮，专为激起学生的压力而设计。

这只是Pontzer实验室的日常一幕。他和学生们测量人们在压力、运动或免疫反应等状态下的能量消耗。通过Christina呼出的二氧化碳，Pontzer能知道她在应对数学焦虑时燃烧了多少能量。这位44岁的生物人类学家，毕生都在“数卡路里”。他身高1.85米，体重约75公斤，热爱跑步和攀岩，用一位网友的话说，是个“瘦得刚刚好的家伙”。2021年，他的书《燃烧：揭秘我们如何真正消耗卡路里、减重与保持健康》风靡一时，他也乐于在《Dr. Oz秀》和NPR上畅谈减重话题。

但Pontzer的真正使命远不止减肥建议。他想破解一个进化之谜：人类作为唯一一种大型猿类，如何在能量上“通吃”——我们拥有大而耗能的脑、漫长的童年、众多后代和长寿人生。这些特质需要巨大的能量预算，而Pontzer正在探索其中的权衡：运动、生育、压力、疾病和基本生命功能如何分配有限的能量。

Pontzer借用了研究肥胖的生理学家开发的方法，系统测量动物和人类在不同生活状态下的每日总能量消耗(TEE)。结果往往出人意料：运动并不会显著增加每日能量消耗；非洲活跃的狩猎采集者每天消耗的能量，与伊利诺伊州久坐的办公室职员相差无几；孕妇在调整体型后，能量消耗也与其他成年人无异。

这些发现并非没有争议。堪萨斯大学医学中心的运动生理学家John Thyfault认为，Pontzer宣称“运动无助于减重”缺乏细致分析，可能误导减肥者养成不良习惯。但也有学者为他点赞。文纳-格伦基金会前主席、 paleoanthropologist Leslie Aiello称赞：“他的工作是革命性的，为我们理解人类如何适应能量限制提供了全新框架。”

Pontzer在宾夕法尼亚州Kersey小镇的40公顷林地中长大，父母是高中英语教师。父亲亲手建房，教会他凡事好奇、亲力亲为。“家里从不请水管工或电工，”Pontzer回忆。15岁时父亲去世，堂兄带他去攀岩，让他学会勇敢和条理，这些品质后来帮助他挑战学术界的传统观念。“当生活把你拽离轨道，很可怕，但你得往前走，这教会我不怕尝试新东西。”

他只申请了一所大学——宾夕法尼亚州立大学，童年时最爱的就是看他们的橄榄球赛。他本想效仿父亲，拿个教育学位，留在小镇。但在校期间，他师从古人类学家Alan Walker，意外开启了生物人类学的道路。Walker直言不讳，告诉他不去哈佛是“傻子”，Pontzer听从建议，进入哈佛深造。

2000年代初，科学家对人类每日总能量消耗知之甚少。研究者了解基础代谢率(BMR)，即休息时呼吸、循环等功能消耗的能量，知道大型哺乳动物在调整体型后BMR相近。但人类的大脑每天消耗20%的能量，Aiello提出，祖先通过进化出较小的肠道和其他器官来弥补大脑的能量开支。Pontzer想验证这些猜想，却发现数据不足：没人知道灵长类动物运动时的总能量消耗，更别提器官大小的权衡如何影响能量。

他决定从头开始，在跑步机上测量人类和动物的卡路里消耗。哺乳动物通过氧气将食物中的糖转化为能量，释放二氧化碳。呼出的二氧化碳越多，消耗的氧气和卡路里就越多。Pontzer的博士论文测量了狗和山羊在跑步和行走时的二氧化碳排放，发现长腿狗比短腿柯基犬跑步更省力。2007年，他在圣路易斯华盛顿大学开始第一份工作后，这个“无心插柳”的项目，逐渐变成他对能量消耗的“职业痴迷”。

测量特定活动的能量消耗，Pontzer仍用二氧化碳法，就像Christina的压力测试。但他发现，生理学家开发了一种更精准的方法——双标水法，测量全天总能量消耗。威斯康星大学的Dale Schoeller将这一方法从老鼠实验改良到人类：受试者喝下含有特殊氢和氧同位素的水，研究者在一周内多次采样尿液。标记氢通过尿液、汗液等排出，而标记氧随二氧化碳呼出，尿液中两者的比例反映每日平均氧气消耗，从而推算卡路里。这种方法是金标准，但每次测试600美元，多数进化生物学家望而却步。

2008年，Pontzer获得文纳-格伦基金会2万美元资助，在爱荷华的大猿信托研究中心收集猩猩尿液样本。猩猩被训练用杯子接尿，省去不少麻烦。结果却让他震惊：猩猩每日能量消耗仅为同体型哺乳动物的三分之一。例如，113公斤的雄性猩猩Azy每天仅消耗2050千卡，而同体重的男性人类通常消耗3300千卡。Pontzer起初以为猩猩是“猿类中的树懒”，因长期食物匮乏进化出低代谢。但后续研究推翻了哺乳动物代谢率相似的假设：人类比黑猩猩和倭黑猩猩多耗20%能量，比大猩猩多40%，比猩猩多60%。

更令人意外的是体脂差异：男性人类体脂是其他雄性猿类的两倍，女性是雌性猿类的三倍。Pontzer认为，高体脂与快代谢共同进化，脂肪耗能少且提供储备，让人类能支持大大脑和漫长童年。他在《燃烧》中写道：“我们的代谢引擎并非为沙滩身材而生，而是为生存和繁衍。”

2010年，Pontzer前往坦桑尼亚研究哈扎狩猎采集者的能量预算。哈扎人常用“za”(给)来分享食物，这种文化让群体更高效。哈扎女性每天步行约8公里，男性14公里，远超美国人一周的步行量。Pontzer请他们喝无味的双标水并提供尿样，研究险些没获资助，因为学者们认为答案显而易见：哈扎人活动量大，能量消耗必然高。但结果再次颠覆预期：调整无脂体重后，哈扎人与美国、欧洲、俄罗斯、日本人的每日能量消耗相当。芝加哥洛约拉大学的Amy Luke早先在西非女性农民中发现类似结果，Pontzer的论文让这一发现广为人知。

他提出，狩猎采集者的身体通过减少炎症或压力反应等隐形任务的能量消耗，来平衡高活动量。马拉松选手的案例佐证了这一点：训练数周后，每周跑40公里的女性每日能量消耗几乎不变；在美国越野赛中，选手每天跑42.6公里，持续140天，能量消耗从最初的6200千卡降到末期的4900千卡。Pontzer认为，身体会自动调整，压缩其他功能以腾出能量。

哈佛古人类学家Daniel Lieberman称这是Pontzer最具争议的观点：“我今早跑了5英里，耗了500千卡，按简单模型我的总能量消耗该增加500千卡。但Herman说，活跃的人总能量消耗并不如预期高，原因尚不清楚。”这一发现对减肥者不啻当头一棒。中国科学院的John Speakman直言：“你无法通过运动摆脱肥胖。”英国国家食品战略已纳入这一观点，强调“坏饮食跑不掉”。

但Thyfault提醒，运动能预防体重增加，帮助减肥者维持体重，降低糖尿病和心脏病风险。Pontzer也同意，运动对健康至关重要，哈扎人活跃到七八十岁，几乎不得慢性病。他强调：“运动防病，饮食管重。”

去年，Pontzer与Speakman合作，整合了国际原子能机构双标水数据库，涵盖6800人的数据，首次全面研究人类生命周期的能量消耗。结果打破了青少年和孕妇代谢更高的假设：9至15个月的幼儿才是“能量炸弹”，比成人多耗50%能量，可能用于大脑和免疫系统发育。这解释了为何营养不良的婴儿可能发育迟缓。儿童代谢在5岁后逐渐下降，20岁稳定，60岁后下降，到90岁比中年人少26%。

Pontzer还在探索一个谜团：人体每日能量消耗似乎有上限，约为85公斤男性4650千卡，受限于食物消化速度。Speakman认为上限偏低，指出环法自行车赛选手曾突破，但Pontzer认为那是因直接注射脂肪和葡萄糖，绕过了生理限制。

在实验室里，Pontzer继续追问压力如何影响能量。Christina的测试显示，她的心率从75次/分钟升到115次，能量消耗从每分钟1.2千卡升至1.7千卡，数学测试时增加40%，面试时增加30%。他希望这类数据揭示心理压力的隐性成本，弄清身体如何通过调整炎症或压力反应平衡能量账本。“在找到这些调整机制之前，质疑声不会停，”Pontzer说，“我们得做下一代实验。”

本文译自 Science，由 BALI 编辑发布。