你应该听说过,在野外遇到熊时,千万不要当着它的面跑,毕竟跑起来的你只不过是熊的一道“移动的小点心”。让我们暂且放下“移动小点心”的身份,同为蓝色星球的居民,不妨与其他动物来一场极限速度的友谊赛。
陆地对决:人类VS鸵鸟
英国利兹大学的动物运动专家麦克尼尔·亚历山大将目前100 米短跑世界纪录保持者博尔特的速度与50 种最快的动物相比,发现人类的极限速度仅排在第28 位左右。可见,人类的速度极限在整个陆地动物界并不突出。
让我们把对手缩小在两足动物这个范围之内,与陆地上最快的两足动物鸵鸟来一较高下。但结果也很遗憾,鸵鸟能够利用长而有力的双腿跑出高达每小时约70 千米的瞬时速度,而人类代表博尔特的最高时速仅有44.7 千米左右。相比之下,鸵鸟到底强在哪里呢?
一方面,鸵鸟的腿下部长而轻,仅由肌腱拉动,利于大跨步高频摆动,这给鸵鸟带来了明显的步幅优势,它跑一步即可跨越3~6 米;而人类的步幅会逊色于鸵鸟,即使是作为人类陆地速度翘楚的博尔特,他在百米竞赛中达到的平均步幅也只有2.44 米。
另一方面,鸵鸟的腿上部肌肉发达且集中,这些肌肉集中在鸵鸟大腿骨和髋骨靠近躯干的位置,肌肉里还含有丰富的红细胞,为快速奔跑提供了强大的动力支持。与之相比,人类的腿部肌肉没有鸵鸟发达,也分散在大腿和小腿上,没有鸵鸟分工明确且利于奔跑的腿部结构分区。
同时,鸵鸟的脚部结构也利于高速奔跑。鸵鸟依靠两个或三个脚趾跑步,在奔跑时只需脚趾着地,这可以减小摩擦阻力。 同时它也不用担心着地面积小带来的重心问题,因为这可以由翅膀来帮助维持。人的脚部结构与鸵鸟相比则处于劣势。人类由猿类进化而来,且没有翅膀维持走路和奔跑时的重心,所以人类需要更大的脚掌和更多的脚趾保持站立的稳定性,这也导致人在奔跑时脚掌与地的接触面更大,摩擦阻力也随之更大,阻碍了速度的提升。
水中对决:人类VS旗鱼
动物的速度在陆地上遥遥领先,那让我们去试试水下赛道。
游泳虽然有悠久的历史,但直到19 世纪才被作为一项竞技体育运动。一般而言,男子100 米自由泳项目可以作为人类水中速度极限的衡量标准。这个项目的世界纪录是46 秒80,转换成速度大约是每小时8 千米。被认为海洋“速度之最”的旗鱼,速度可以达到每小时110 千米。相比之下,人类在水中的一举一动,只不过是“慢动作重播”罢了。那旗鱼凭什么游得这么快呢?
首先,旗鱼有着独特且减阻的鱼鳍,尤其是它背部的帆状鱼鳍,在它舒展时会像一面旗帜;旗鱼的尾鳍也是它速度的保证,它的尾鳍上下叶很长,呈新月形,摆动力巨大,提供了高速游泳的动力;此外,它还有臀鳍、呈镰刀状的胸鳍、长腹鳍。研究表明,当帆状背鳍和其他鳍均缩回时,旗鱼能够减少约18% 的阻力。由于阻力更小,旗鱼可以更有效地从游泳运动中产生推力,从而使其能够在水中高速前行。
其次,旗鱼的流线型身体使它有着极低的阻力系数。阻力系数是用来描述物体在流体中运动阻力的量,范围一般在0~1 之间,阻力系数越接近于0,表示阻力越小。旗鱼的阻力系数为 0.0075,与海洋中的小型鱼类似。
最后,旗鱼体重大,肌肉强。体重可达100 千克的旗鱼体内大部分是肌肉,这些肌肉是旗鱼高速游泳的“动力泵”。结合新月形的鱼尾,旗鱼肌肉所产生的力量足够它高速前行;同时,强大的肌肉组织也会让运动中的旗鱼的体温高于海水温度且相对恒定,这有助于肌肉不会遇冷收缩而始终处于产生能量的状态。
从以上两场人与动物速度的对决看,人类并没有突出的优势,甚至是落后的,但这丝毫不影响人类对更快、更高、更强的信仰与坚持。在生活中,每个人都可以带着这种信念,挑战自我,突破极限!