这个问题听起来很像半夜突然冒出来的奇怪脑洞。
但从解剖学和疼痛研究来看，它其实问得很好。
如果一个人只失去一小段手指，另一个人失去更长一段，后者就一定更痛吗？
还是说，真正重要的是切开的面积有多大？
先说结论：
如果只能二选一，“切面大小”比“失去多少手指”更接近答案，但疼痛并不会和切面面积简单成正比。
更重要的是：切面上有多少传递疼痛的神经被刺激或损伤，有没有伤到较大的神经束，以及大脑和脊髓怎样处理这些信号。
所以不是：
“面积变两倍，疼痛也自动变两倍。”
人体没有这么配合数学老师。
1. 为什么“失去的手指总量”不是好指标
假设一种情况失去1厘米，另一种失去3厘米。
很容易觉得：
“少了三倍，当然痛三倍。”
但已经和身体分离的组织，不会继续像原来那样通过完整神经把疼痛信号送进大脑。
真正仍与大脑连接的是身体剩余一侧的神经。
所以，不能简单把“失去的长度”或“失去的体积”直接换算成疼痛。
人体不是按克出售疼痛。
2. 那么切面面积有关系吗？
有。
皮肤以及更深的组织里分布着大量神经末梢和神经纤维。
受刺激或受伤的面积越大，就越可能同时牵涉更多神经。
在人类实验中，用热、电或压力刺激皮肤时，扩大刺激面积常常会让人感觉更痛。这种现象叫疼痛的空间加和。[1][2][3]
因此，“面积完全不重要，只看神经”也不准确。
面积之所以重要，恰恰是因为它会影响可能被牵涉的神经数量。
3. 但面积翻倍，不等于疼痛翻倍
这是重点。
研究发现，刺激面积变大时，疼痛可以增强，但这种增长往往不是一条漂亮的直线。
2021年的一项研究发现，随着刺激范围扩大，疼痛呈非线性增加。[1]
另一项对手指进行机械刺激的研究中，扩大刺激范围后，疼痛并没有完全相加，平均空间加和约为46%。[2]
大脑并不会收到三个疼痛信号以后说：
“三个信号，好的，疼痛乘三。”
神经系统会把信号合并、压低或放大。
它不是计算器。
4. 手指不同位置的神经并不一样多
这就是解剖学能帮上忙的地方。
手指两侧有比较明显的感觉神经走行。
这些较粗的神经在解剖中可以被找到，研究人员还能测量它们的分支和直径。
一项尸体解剖研究发现，手指固有神经在近节指骨区域平均有2.7条直接小分支，在中节区域平均有2.3条。[4]
显微研究还发现，手指神经里的神经束数量有向指尖增加的趋势，不过不同人之间差异不小。[5]
也就是说，我们并不是对神经的位置一无所知。
5. 指尖确实“布线特别密”
为什么指尖能感觉到很小的碎屑和头发？
因为那里真的很敏感。
对人类手部皮肤的研究发现，在某一层真皮中，指尖的神经纤维密度超过手掌的两倍。[6]
经典触觉研究也发现，从手掌到指尖，触觉感受单位的密度明显升高。[7]
但注意：
这不等于“神经密度两倍，所以切伤时一定痛两倍”。
触觉神经和疼痛神经并不是完全同一套东西。
它真正说明的是：手指不同位置的神经分布明显不同。
所以不仅要问“切面多大”，还要问“切面在哪里”。
6. 如果硬要写成一个公式
为了让中学生容易理解，可以粗略写成：
疼痛 ≈ 受伤范围 × 当地神经密度 × 神经受伤方式 × 大脑和脊髓的处理
但这不是医学上能拿来计算分数的真正公式。
同样1平方厘米，如果刚好牵涉一条较大的神经束，和没有牵涉大束神经，情况可能完全不同。
7. “从神经数量就能大概推测吧？”——对，部分正确
这个想法本身很合理。
解剖学可以研究神经的走向、分支数、直径。
显微镜可以观察神经束。
给皮肤组织染色，还可以估算细小神经纤维的密度。
所以，“神经看不见，因此切面面积没有任何参考价值”也是过度简化。
更准确的说法是：
切面面积可以帮助估计可能牵涉多少神经，但由于神经密度、大神经的位置和个体差异不同，仅靠面积无法计算疼痛。
“切面面积派”没有第一轮就出局。
它只是因为喊出了“严格成正比”这种太嚣张的口号，决赛输掉了。
8. 受伤之后的疼痛还会更复杂
神经受伤后可能变得异常敏感。
而且人在失去手或手指的一部分之后，有时会感觉已经不存在的部位仍然在痛，这就是幻肢痛。
并不是失去的组织在虚空中偷偷发信号。
目前认为，剩余的周围神经、脊髓以及大脑中的身体表征变化，都可能参与其中。[8]
这也说明，“失去多少体积”绝对不是完整的疼痛计。
大脑甚至可以让不存在的手指痛。
自由度高得有点过分。
9. 给原来的两个答案打分
A. 疼痛与失去的手指量成正比
大体不对。
失去的长度或体积不会直接等于传进大脑的疼痛信号量。
B. 疼痛与切面面积成正比
方向更接近，但“成正比”仍然不对。
面积越大，牵涉更多疼痛神经的可能性越高，所以面积有意义。
但结果还受神经密度、大神经束位置、损伤方式、持续时间以及中枢处理影响。
10. 结论
一句话：
手指截断时的疼痛，与其说取决于失去了多少手指，不如说更取决于切面上牵涉了哪些神经、牵涉了多少神经。切面面积是有用线索，但不能直接换算成疼痛倍数。
所以，切面面积说：半对。
失去体积说：比较远。
最终答案：神经系统拒绝参加小学几何考试。
参考资料（8条）
- Mørch CD, et al. Nonlinear increase of pain in distance-based and area-based spatial summation. Pain. 2021. PubMed PMID 33449502
- Greenspan JD, et al. Spatial summation of perceived pressure, sharpness and mechanically evoked cutaneous pain. PubMed PMID 9399411
- Price DD, et al. Spatial summation of heat-induced pain: influence of stimulus area and spatial separation. PubMed PMID 2600624
- Kim YS, et al. Anatomy of the direct small branches of the proper digital nerve of the fingers: a cadaveric study. PubMed PMID 24908546
- Histologic structure of the palmar digital nerves of the hand and its application to nerve grafting. PubMed PMID 2794410
- Johansson RS, Vallbo ÅB, et al. Human hand skin innervation density research; fingertip dermal nerve-fiber density was reported as more than twice that of the palm. PubMed PMID 16086989
- Johansson RS, Vallbo ÅB. Tactile sensibility in the human hand: relative and absolute densities of four types of mechanoreceptive units in glabrous skin. PubMed PMID 439026
- International Association for the Study of Pain. Current Understanding of Phantom Pain and its Treatment
