我是科学家 08-02
卡路里的身世变迁
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以下文章来源于科学艺术研究中心 ,作者 as

如果要给现代生活中的时髦词儿排个名," 卡路里 " 不说名列三甲,也一定稳居前十,曾几何时,你身边那种吃个啥喝个啥就开始算卡路里的人已然越来越多,特别是一些健身减肥爱好者,简直到了走火入魔的地步。

但,不知道大家会不会有和我一样的疑惑,那就是时尚人士的卡路里好像和在中学课堂上学到的不太一样,记得课本里的 1 卡路里的标准定义为 " 在 1 个大气压下,将 1 克水提升 1 摄氏度所需要的热量 ",但健身术语里常常用到的却是大卡,也就是千卡。事实上,迷糊的不止你我,在历史上,这个大卡小卡之分也颇混乱了一阵,让不少科学家都颇为头疼。

Calorie 这个词来自拉丁语 calere,有变热的意思,它被引入到科学术语中来,最早要追溯到大家都很熟悉的拉瓦锡,也就是那位推翻了燃素说、命名了氧气、并发现呼吸和燃烧消耗氧气的原理是相同的化学界的鼻祖。也正是此人,命名了热量计(calorimeter)。他的论文里甚至提到了 calorique 和 chaleur,不过 calorique 在当时还被认为是一种物质而非一个计量单位

拉瓦锡 | thoughtco.com

" 小 " 卡路里最早被作为热量单位是在 1852 年,由法国化学家 Pierre Antoine Favre 和法国物理学家 Johann T. Silbermann 两人通过一系列热化学研究而正式引入。他们当时的一个重要贡献,是证实了杜隆法则的错误。这个定律由另一位著名的法国化学家 Pierre Louis Dulong 提出,认为碳和氢组成的化合物的燃烧热是其所含元素的燃烧热之和,而 Favre 和 Silbermann 反复计算之后得出前者要小于后者。

Favre 和 Silbermann 用到的 " 小 " 卡路里的概念,和我们在教科书中看到是一致的,也就是现代意义上的 cal。但事实上,早在他们之前,大约 1819 至 1824 年间,另外一位 Nicholas Cl é ment 在他给学生做的热机讲座中就引入了卡路里一词,不过这里所用到的其实是 " 大 " 卡路里,1843 年 Bescherelle 版的《法国国家词典》中正式出现了这个词。1860 年代,该术语经由 Adolphe Ganot 的法语物理文本的英语译本进入了英语世界,指的依然是 " 大 " 卡。

傻傻分不清的情况一直持续了几十年,直到有人忍无可忍。Marcellin Berthelot,这也是一位非常有影响力的大科学家,率先合成过脂肪酸和一些芳香族化合物,堪称现代有机化学的一位奠基型人物。1860 年之后,此人致力于发展一门叫做 " 化学力学 " 的新学科,正是在他 1879 年发表的一篇提出新学科准则的论文当中,对 " 小 " 卡路里和 " 大 " 卡路里提出了严格区分

Marcellin Berthelot | wiki

卡路里在 1880 年代进入到美国,是因为一位叫做 Wilbur Olin Atwater 的化学教授,他在德国学习期间学会了这个词。当时德国生理学学院引进了近似分析和量热法,来确定营养均衡的食物和动物饲料的最便宜来源,Atwater 从这当中看到了某种契机。回到美国后,1887 年他在《世纪》杂志上发表了有关卡路里的文章,并在美国农业部的一些刊物上陆续撰写研究报告。

1896 年 3 月,通过当时的小报,Atwater 首次向美国公众介绍了卡路里。他把一名研究生关在一个密闭的房间里,通过一个小孔喂以精确定量的汉堡牛排、牛奶和土豆泥,此外还监测着这名 " 科学囚徒 " 的运动时间和精神活动,整个过程被描述为 " 数学规律支配着日常的进食行为 "。由于 Atwater 的工作还是偏向专业领域的计量研究,在其生前,这些卡路里宣言从未引起广泛的关注。

不过,受 Atwater 的影响,他的女儿 Helen 后来也成了一位营养学的推行者,甚至被誉为美国营养界的第一夫人。她赶上了好时候,和同时代的医师、畅销书作家 Lulu Hunt Peters 等人一起,将 " 控制卡路里以达到健康减肥 " 的观念推广到了普通民众

后来的故事就是……瘦身在 1920 年代开始流行,一个世纪以来,愈演愈烈,卡路里最终成为了减肥斗争中的重要工具。这可能是拉瓦锡们当年挠破头也没想到的结果。

Wilbur Olin Atwater | wiki

Atwater 用来测量食物热量和运动消耗热量的设备

  | yourdoctorsorders.com

Caroline L. Hunt 和 Helen W. Atwater 制定的 " 食物原料的组成 " 表,1917 年 | 美国农业部互联网档案馆

今日天气

曾经,刚来大都市的我为了变成 " 都市丽人 " 而痛下决心减肥,每天坚持跟着微博和小红书做一些奇怪的减脂料理,比如无米炒饭和无面拉面。食材也尽量挑选 " 负卡路里 " 的。 

固有的 " 能量守恒 " 减肥观念,加上网络上奇奇怪怪的减肥文章。让我每天拿着手机对着各种食物算算算,秉承着心诚则零(卡路里)的态度,就吃个桃子也得衡量毛桃热量低一点还是油桃热量低一点……到现在已经可以熟练背出各类食物热量。

作者:as

参考文献:

[ 1 ] https://blog.jumpycatapp.com/calorie-counting-weight-loss-history

[ 2 ] https://www.semanticscholar.org/paper/History-of-the-calorie-in-nutrition.-Hargrove/602db858e08e0bb5db86c7578d969686034358d3

[ 3 ] https://physicalculturestudy.com/2016/05/05/the-history-of-calorie-counting

[ 4 ] https://daily.jstor.org/a-brief-history-of-the-calorie

[ 5 ] https://nursingclio.org/2017/05/03/helen-atwater-the-first-lady-of-american-nutrition-youve-never-heard-of

[ 6 ] https://zhuanlan.zhihu.com/p/19700653

[ 7 ] https://link.springer.com/article/10.1186/1475-2891-6-44

本文经授权转载自公众号 " 科学艺术研究中心 "(ID:Art_And_Science),如需转载请联系原公众号。

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