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步行和跑步

你会对一个每天都重复做上好几万次的动作感觉陌生吗?答案肯定会是否定的,这是非常习惯的事情,例如我们大家再熟悉不过的走路或跑步。可是,你是否清楚我们身体的各部分在此过程中是如何运动的?对于跑步和走路来说又有哪些区别?事实上真正了解“内幕”的人并不多。那就先让我们来了解一下走路和跑步从生理学上存在哪些区别吧。在此,我们借鉴波尔·贝扬教授《动物学讲义》中的相关文字来给大家阐述这个问题。

倘若一个人只用右脚站着,并且假如他的左脚略微往上抬一些,那么他的身体就会往前倾斜。在此时,倘若他使劲踏下去,那么地面就承载了自身的重量和另外踏步所产生的20千克的力量。因此,一个正在行走的人对地面产生的压力比他一动不动时大得多。明白我们的身体是如何一步一步地向前前进的吗?正如上面所言,当我们左脚上抬,身体向前倾出的时候,我们的重心的垂线就逐渐超出我们双脚站立的区域,我们会有一种立刻就要倒的感觉。可是就在我们要摔倒的那一刻,你会有意识地前伸悬着的左脚,从而不至于倒下,因此左脚也就接触到地面了,此时,重心的垂线便再次回到你的双脚站立的区域之内了,身体也再次回到平衡状态,我们自然而然不会摔倒,并且还向前行进了一步。

站立很长时间是非常劳累的,如果有意往前走的话,就需要我们先把一只脚抬起,而后把上半身向前倾出,这时垂线就位于双脚站立的区域之外,紧接着在我们就将要倒下的一刹那,抬起的脚向前方迈出一步,那么我们的身体便再获得平衡,也向前迈出了一步。以上便是我们平常走路的原理,我们不难看出,把上面介绍的动作一直重复就是走路。

图14:步行时脚部的分解动作

通过图15,我们可以再次更好地明白行走的动作,我们在走路的时候,在左脚向前迈出的一刹那,右脚是一直在地面上的。可是随后,右脚跟部离开地面,身体逐渐向前倾斜,身体瞬间失去平衡。此时,为恢复身体的平衡,将左脚落下,并且在这一瞬间,右脚彻底悬空。随后,我们会发现左腿的膝盖稍微出现弯曲,并且左脚与地面形成了一个直角,此时右腿的膝盖依然保持弯曲,往前迈出,身体开始向前方移动,右脚跟也随之落地了。就这样,右脚的一连串的动作就完成了。

图15:步行时脚部动作的分解图

A表示右脚,B表示左脚。直线表示脚着地。在a时间内,双脚都触地;在b时间内,右脚离地,左脚悬空。

紧接着,相同的动作交由左脚执行,

然而跑步与走路的动作还是存在一些区别的。在跑步时,脚部的肌肉会在脚着地后的极短时间内收缩,从而使腿处于绷直的状态,推着身体无意识地不断地向前运动。身体便会在一刹那间彻底脱离地面,整个人如同腾空了一般,但是事实上此时我们的另一只脚早已在向前迈进了,再一次完成了接地,如图16所示。也就是说,跑步就是两只脚接连不断地做交替跳跃运动,如图17,现在你明白了吗?

图16:跑步时脚部的动作

图17:跑步时脚部动作的分解图

A为右脚,B为左脚。bdf分别是双脚着地时的瞬间

我们通常都认为行走在平坦的马路上身体是不会产生能耗的,其实不然。行走在马路上,每向前迈一步,我们身体的重心就会随之上抬几厘米。相关的实验有这样的一个结论,行走在马路上的人的能耗约等于跑同等距离能耗的1/15.