冷僵的手摸到溫水，為什麼會覺得燙？
― 皮膚測的不是溫度，而是「和自己的差距」
寒冷的日子回到家洗手，明明只是溫水，卻覺得「好燙」。不是水真的很燙。皮膚上沒有溫度計，它感受的是和自身溫度的差距，以及熱流進來的快慢。
秋風颼颼的傍晚，你忘了戴手套，騎腳踏車回家。指尖凍得僵硬，還紅紅的。
在洗手台打開熱水，手一伸進去就「哇，好燙」地縮了回來。可是家人把手放進去，卻說「咦，這是溫的耶」。
明明是同一盆水，卻有人覺得燙、有人覺得溫。是哪一隻手在說謊嗎？
理由只有兩個
熱會從溫度高的一方流向溫度低的一方，快慢和溫度差成正比。冷手和熱水的差距很大，所以熱會一下子湧進來。
皮膚的溫度感受器在同一溫度待久了就會習慣，變得安靜。基準會往自己的溫度移動，所以同一盆水，不同的手感覺就不同。
也就是說，皮膚傳達的不是「水幾度」，而是「比自己熱多少、正以多快的速度變暖」。我們一個一個來看。
差距越大，熱湧進來越猛
平常的手掌大約是33℃。碰到38℃的水，差距是5℃。熱慢慢進來，你會覺得「微微溫暖」。
但在寒冬走在外面之後，手指可能會冷到15℃左右。和同樣38℃的水相比，差距高達23℃。差距約為4.6倍，熱流進來的快慢也約為4.6倍。
請看圖1。拖動滑桿降低手的溫度，表示與熱水差距的箭頭就會變長。右邊的長條表示「溫暖的手要感受到同樣的差距，需要幾℃的水」。手是15℃時，答案是56℃。這個溫度覺得燙是理所當然的。
感受器很快就會「習慣」
皮膚裡有對冷起反應的神經，也有對溫暖起反應的神經。兩者都在溫度剛改變的那一瞬間，發出最強的訊號。同樣的溫度持續下去，幾十秒到幾分鐘內，訊號就會大幅減弱。
冷手早就習慣那份冰冷了。對神經來說，15℃已經是「正常」。這時溫度突然升高23℃，神經就會發出強烈的訊號：「不得了，好燙！」
而且，溫度上升的速度也有影響。差距大的時候，皮膚溫度一口氣升高，這個速度本身就是強烈的刺激。冷僵的手指會刺痛，也被認為是因為原本不太流動的血液恢復流動。
反過來，手在熱水裡泡個1分鐘左右，燙的感覺就會消失。水溫並沒有變。是手暖起來、差距縮小，感受器也習慣了新的溫度。
英國哲學家約翰・洛克在1690年的著作中，寫過這樣的思想實驗：一隻手放進熱水，另一隻手放進冷水，然後把兩隻手同時放進同一盆溫水。同一盆水，一隻手覺得冷，另一隻手卻覺得溫暖。這個例子被用來討論「感覺並不是事物本身的性質」。
用細棒一點一點檢查皮膚，會找到只對冷有感覺的點，和只對溫暖有感覺的點。據說對冷有感覺的點，比對溫暖有感覺的點多出好幾倍。身體似乎對「變冷」比較敏感。
知道了很有用的事
用冷手去試嬰兒或老人洗澡水的溫度，往往會覺得比實際更燙。反過來，泡完澡後的手會覺得水偏涼。水溫與其憑手的感覺，用水溫計確認會更可靠。
此外，凍得麻木的手指，有時無法正確感受燙。要讓冷僵的手回暖，據說不要用熱水，而是用偏溫的水慢慢溫熱比較好。
總結
皮膚不是溫度計。它以現在自己的溫度為基準，傳達與基準的差距，以及熱進來的快慢。對冷手來說，與38℃熱水的差距實在太大了。
「燙」不是由水的溫度決定，
而是由你的手與水的「差距」決定。
同樣的溫度，為什麼金屬摸起來比木頭冷，請見「為什麼金屬摸起來比木頭冷？」；凍僵的手指為什麼不聽使喚，請見「天冷手凍僵，為什麼連一顆釦子都扣不上？」。至於鼻子對「變化」很敏感的故事，請看桂花香氣的文章。
- 準備3個臉盆，左邊放冷的自來水，右邊放稍熱的水（摸起來舒服的程度），中間放兩者之間的溫水。
- 左手放進冷水，右手放進熱水，各泡約1分鐘。
- 把雙手同時移到中間的溫水。你會覺得左手「溫暖」、右手「冷」。再等30秒左右，也能確認兩隻手的感覺逐漸一致。
右邊的熱水，請控制在手伸進去覺得舒服的溫度。千萬不要用太燙的水。孩子操作時，請由大人先確認水溫。
想知道更多的人 ― 術語・算式・與課本的連結明確標示每段內容相當於國中理化到大學專業課程的哪個程度
- 國中國中理化會學到的範圍
- 高中高中「物理」「生物」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄程度的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（熱傳工程・感覺生理學）的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教，是目前研究者正在探索的內容
國中術語：這個現象有名字
- 溫點・冷點：皮膚上只對溫暖有感覺、或只對冷有感覺的點。據說冷點比較多。
- 適應：同樣的刺激持續下去，感覺神經發出的訊號逐漸減弱。氣味和亮度也會發生。
- 熱的傳遞方式（傳導）：相互接觸的物體之間，熱從溫度高的一方移向溫度低的一方。
國中高中用算式確認：流進冷手的熱會變成幾倍？
比較熱水傳進皮膚的熱流快慢，在溫暖的手和冷手之間有何不同。符號的意思是：q 是每秒、每平方公尺流進來的熱（單位是瓦特每平方公尺），h 是表示熱傳得容易程度的係數，Tw 是水溫，Ts 是皮膚溫度（單位是℃）。
| 用符號寫 | q ＝ h × ( Tw − Ts ) |
| 用文字寫 | 流進來的熱流快慢 ＝ 熱傳得容易的程度 × （水溫 − 皮膚溫度） |
| 這個式子從哪來 | 通過接觸面的熱與溫差成正比，這就是牛頓冷卻定律。同樣的水、同樣的手，h 是共通的，所以比較時只要看溫差就好 |
| 水溫 Tw | 38℃ |
| 平常的手掌溫度 | 據說約為33℃ |
| 寒冬戶外冷僵的手指溫度 | 據說可能降到15℃左右 |
| 溫暖的手與熱水的差距 | 38 − 33 ＝ 5 |
| 冷手與熱水的差距 | 38 − 15 ＝ 23 |
| 流進來的熱流快慢之比 | 23 ÷ 5 ＝ 4.6 |
| 溫暖的手要有同樣差距的水溫 | 33 ＋ 23 ＝ 56 |
熱以溫暖的手約4.6倍的快慢，流進冷手。這和用溫暖的手去摸56℃的水，溫差是一樣的。這遠遠超過一般認為開始覺得痛的43℃前後，所以覺得「燙」「刺痛」是很自然的。不過實際的感覺還會受適應程度和血流影響，所以這只是個參考。
高中高中＋感覺會強烈傳達「變化」
高中生物課會學到：感受器接受刺激後，神經會發出電訊號，刺激越強，訊號的次數越多。溫度感受器也是一樣，皮膚溫度改變的瞬間，訊號次數大增，之後則回落到較少的次數。
高中＋這種「一開始強、之後減弱」的反應，分別稱為動態反應和靜態反應。皮膚溫度在大約30〜36℃的範圍內時，過一會兒就感覺不到溫暖也感覺不到冷，據說這個範圍稱為「無感溫度帶（中性帶）」。
大學熱傳得容易的程度，與感受溫度的分子
算式中的 h 在熱傳工程中稱為熱傳係數，水在流動或靜止時，數值會差很多。攪動過的熱水感覺比較燙，就是因為 h 變大。在感覺生理學中，已知冷覺的感受與TRPM8（也會對薄荷醇起反應的離子通道）有關，燙的痛覺則與TRPV1（也會對辣椒素起反應）有關。據說冷的訊號主要由較細的有髓鞘神經（Aδ纖維）傳送，溫暖的訊號主要由無髓鞘神經（C纖維）傳送。
📖 算式的推導，以及更深入的內容：牛頓冷卻定律（日文維基百科） ／ 熱傳係數（日文維基百科）
研究目前還不清楚的事
- 接收「溫暖」的分子，還沒有定論。 相較於冷覺的 TRPM8，負責舒適溫暖的分子，據說目前只是列出了幾個候選。
- 刺痛的真面目。 溫熱冷僵的手指時那種又痛又癢的感覺，神經本身的恢復和血流的恢復各自占多少，還沒辦法清楚區分。
- 大腦裡的「溫度地圖」。 大腦如何把來自皮膚的溫度訊號整合成「這個房間很熱」的整體感覺，研究仍在進行。
也就是說，這篇文章的內容也只是「就目前所知的說明」。溫度感覺在分子層級上，是進入21世紀後才突然快速釐清的領域。
與課本的連結（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 本文哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化二年級「刺激與反應」・熱的傳遞方式 | 溫點・冷點、熱從高處流向低處 |
| 高中 | 物理「熱」、生物「感受器與神經」 | 與溫差成正比的熱流、訊號次數 |
| 高中＋ | 生物進階（適應） | 動態・靜態反應、無感溫度帶 |
| 大學 | 熱傳工程、感覺生理學 | 熱傳係數、TRPM8・TRPV1 |
| 研究 | 溫度感受的分子生物學 | 負責溫暖的分子、大腦的整合 |
| ― | 與生活的連結 | 水溫用水溫計確認，冷手用偏溫的水來溫熱 |
- 約翰・洛克《人類理解論》（1690年）第2卷第8章 ― 三盆水的思想實驗
- TRPM8（英文維基百科）
- 牛頓冷卻定律（ニュートンの冷却の法則，日文維基百科）
- McKemy, D. D., Neuhausser, W. M., Julius, D. (2002) Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation. Nature 416
- 本間研一ほか『標準生理学』医学書院（Igaku-Shoin，《標準生理學》）― 體性感覺（溫度覺）章節
※本文是為一般讀者寫的科學解說。文中的數值是為了理解原理的參考值與概略值。體溫與皮膚溫度因人而異。若手指持續嚴重冰冷、麻木或疼痛，請諮詢醫療機構。