賈永欣：動(dòng)物走路時(shí)怎樣讓身體保持平衡

為什么雞走路的時(shí)候頭一伸一縮，而鴨或鵝走路的時(shí)候卻不是這樣的呢？為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們先做兩件事情，第一，我們先來(lái)仔細(xì)觀察動(dòng)物走路時(shí)的足跡，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，大多動(dòng)物走路時(shí)，總是要傾向于盡量將兩足或者四足走成一條直線，這樣，根據(jù)運(yùn)動(dòng)力學(xué)，行走的過(guò)程中總要產(chǎn)生兩種慣量，一種是向前方向的基本運(yùn)動(dòng)慣性，這種慣性會(huì)隨著力的傳遞和兩腳步伐的規(guī)律而形成前后擺動(dòng)。另一種是因?yàn)橛昧r(shí)用力方向的內(nèi)傾斜，而一定要形成的扭量性、轉(zhuǎn)動(dòng)性角動(dòng)量，并且。這種角動(dòng)量同時(shí)符合邁右腳時(shí)的右手標(biāo)旋轉(zhuǎn)規(guī)則，邁左腳時(shí)的左手標(biāo)旋轉(zhuǎn)規(guī)則，這種扭轉(zhuǎn)角動(dòng)量的結(jié)果是形成運(yùn)動(dòng)時(shí)的左右擺動(dòng)，其擺動(dòng)的幅度與走路過(guò)程中所產(chǎn)生的角動(dòng)量大小有關(guān)，大則擺幅大，小則擺幅小，其公式符合：即L=r×p。現(xiàn)在知道了走路時(shí)的力學(xué)，第二步，我們?cè)賮?lái)分析雞和鴨的構(gòu)造與走路力學(xué)的關(guān)系。我們現(xiàn)在將雞和鴨子的毛全部拔光，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，雞的屁股到大腿之間的距離可以是非常短的，并且雞的屁股非常小，而鴨的屁股到大腿之間的距離則要長(zhǎng)的多，且鴨的屁股很肥大，這樣，如果分別以雞或者鴨的兩腳為著力點(diǎn)，支點(diǎn)的話，根據(jù)L=r×p，由于雞的屁股部分很小，腿到屁股之間的距離相對(duì)很更小，且雞在走路過(guò)程中，由于雞腿很長(zhǎng)。使雞可以近乎直立性行走，這會(huì)使雞的r和p都產(chǎn)生新的夾角，使r和p上下偏轉(zhuǎn)，所以雞在走路的過(guò)程中，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量可以是非常小的，使雞在走路過(guò)程中所形成的左右搖擺力很小，雞就體現(xiàn)不出左右晃動(dòng)的姿態(tài)。而鴨呢，由于鴨屁股到大腿之間的距離很長(zhǎng)，鴨的屁股很肥大，且鴨腿很短，（屁股著地）無(wú)法形成r和p的有效轉(zhuǎn)移。這樣，鴨在走路時(shí)每邁出一步所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角動(dòng)量是非常大的，鴨腿后屁股部分所形成的扭轉(zhuǎn)角動(dòng)量，總又要牽動(dòng)鴨腳前部分的身體同時(shí)擺動(dòng)，這樣，鴨走路時(shí)總是呈左右搖擺狀。（但鴨脖可以盡量呈S形疊縮，且鴨頭可以相對(duì)前點(diǎn)一線，所以鴨眼部分?jǐn)[動(dòng)的幅度看似不大而以保持視覺(jué)觀察）。

既然雞很難呈現(xiàn)出擺動(dòng)狀，那么雞為什么走路的時(shí)候頭一伸一縮狀呢？我們可以發(fā)現(xiàn)，雞的全身肌肉在舒張的情況下，雞的爪每邁出一步，其身體總會(huì)將這種前進(jìn)的動(dòng)量呈波狀的，由爪部分依次性的傳遞給頭部，而最后得到動(dòng)量的頭部，總會(huì)在動(dòng)量沖量的慣性狀態(tài)的下，向前方向再探出一部分，而后，這探出的一部分又會(huì)在彈性收縮力的作用下，自然被收縮，縮回，當(dāng)這種過(guò)程被重復(fù)的時(shí)候，這就形成了雞在走路時(shí)頭的一伸一縮的狀態(tài)。這實(shí)際上也是形成一種擺的平衡狀態(tài)。整合上述，也可以說(shuō)明，鴨在走路的過(guò)程中，是將多數(shù)的慣量都轉(zhuǎn)換成了扭轉(zhuǎn)角動(dòng)量的擺動(dòng)而平衡。而雞在走路的過(guò)程中，將多數(shù)的慣量都轉(zhuǎn)換成了頭的伸縮性前后擺動(dòng)，而近乎前后擺性的平衡能。這這兩種不同的姿態(tài)情況，是由于雞鴨身體的構(gòu)造不同，而產(chǎn)生的消耗兩種不同運(yùn)動(dòng)慣量，以達(dá)到身體平衡的，不同的力學(xué)轉(zhuǎn)換方法引起的。這就是雞和鴨走路時(shí)，體態(tài)表現(xiàn)很不相同的基本原因！由于這些原因的不同，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)，

1、雞在快跑而摔倒的時(shí)候，總是前頭下、脖子處先著地，而鴨在快跑而摔倒的時(shí)候，總是脖根處。前翅膀部分先著地，。這由慣性動(dòng)量的消耗轉(zhuǎn)換機(jī)制不同引起的。

2、雞的尾巴一般上下翹期起且很大，這種狀態(tài)正好可以平衡雞頭和脖子部分前后擺的慣性。而使雞在走路時(shí)盡力穩(wěn)定。而鴨的尾巴一般左右呈平行平鋪狀擺開(kāi)，這種狀態(tài)正好可以平衡鴨在左右擺動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的慣性。而使鴨在走路時(shí)盡力穩(wěn)定。

如何很好的處理走路時(shí)所要產(chǎn)生的兩種慣量，是每一個(gè)動(dòng)物都必須面對(duì)的問(wèn)題，我們?nèi)祟?lèi)是用兩臂的擺動(dòng)來(lái)平衡，貓科動(dòng)物等是用長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴來(lái)平衡，牛類(lèi)等還可以用膨脹巨大的肚子來(lái)平衡。（很瘦的牛走路是很不平穩(wěn)的，總會(huì)側(cè)摔）等等，真是無(wú)奇不有，無(wú)法不通。非常有趣！

大自然奧妙無(wú)窮，每一個(gè)細(xì)小的差別中，都可能隱含著重要的機(jī)理，我們仔細(xì)的觀察大自然，深刻的思考大自然，尋找其相同和不同，深究他們的變化機(jī)理，這可以是我們探索大自然，認(rèn)識(shí)大自然，讓大自然造福人類(lèi)的重要途徑和方法。大自然永遠(yuǎn)使我們最可靠的老師！