你身上的「拱」和「彈簧」

奔跑、跳躍、騎車、走路，做這些事情時，我們的身體要經受各種各樣的震動和衝擊。有數據表明，人從高處往下跳時腿部受到的衝擊力，有時相當於幾噸重的車子壓在腿上。但奇怪的是，人體並未因為這些衝擊而受到損壞。這要歸功於人體的奇妙構造：在人體中既有結實的「拱」，又有減震的「彈簧」。

拱

說到拱，你可能會想起拱橋。拱是建築史上一項出色的成就，在發明和利用拱之前，建築結構依靠的是柱、梁和階石。建築無論是內部還是外部，都必須橫跨在柱上，柱間距離必須經過仔細計算，以防橫樑在過大的力的作用下折斷。然而拱可以使外力比較均勻地分布開，避免集中在中央某一點上，拱需要的支撐物較少，這樣建築內部的空間就比較寬敞了。

趙州橋

趙州橋就是這樣一座空腹式的圓弧形石拱橋，它是世界上已知現存最早、保存最好的巨大石拱橋。全橋只有一個大拱，大拱的兩肩上各有兩個小拱，船隻從大拱下方通行非常方便。大拱由28條拱石並列拼成，為了使相鄰拱石緊緊貼合在一起，在它們中間加入了一塊起連接作用的楔形石頭。當楔形石頭受到向下的壓力時，它就去擠壓旁邊的拱石，旁邊的拱石再去擠壓旁邊的。這樣，每條拱石受到的都只是來自相鄰拱石傳來的壓力，於是，整個拱橋連成一個緊密的整體，分散了外力的作用。

足弓的構造像拱橋

人的足弓也是一個拱形結構，足弓由一連串的小骨頭組成，使外力前後傳遞。當我們跳躍起來或從高處落下著地時，足弓的彈性起著重要的減震作用。在行走尤其是長途跋涉時，足弓的彈性對身體重力的壓迫，以及地面給予的反彈力有著緩衝作用，同時還能保護足和神經免受壓迫。

彈簧

彈簧是我們比較熟悉的一種結構，它用彈性材料製成，在外力的作用下會發生形變，除去這個外力後，又會恢復原狀。

縱觀我們身體的各個部位，最像彈簧的結構就是脊柱了。脊柱是身體的支柱，有負重、減震、保護和運動等功能。在整個脊柱的長度中，有3/4是椎體(由一節一節的脊椎骨組成)，1/4是椎間盤。

正常情況下，脊柱有4個彎曲，從側面看呈S形。脊柱的四個生理彎曲使脊柱如同一個豎立的彈簧，隨著身體運動產生的衝擊，脊柱的形狀會有相當大的改變。而位於兩節脊椎骨之間的椎間盤就好比一個彈簧片，能隨壓力的變化改變自己的形狀，吸收脊椎骨帶來的震蕩。

我們在奔跑和跳躍時，雖然從腳底傳來的震蕩非常大，我們會經常感到雙腳一麻，但當這種震蕩到達上軀幹後，經過一節一節的「彈簧」緩衝，再傳遞到頭部，震蕩已經變得非常小了。脊柱既保持了身體的直立姿勢，又有力地保護了頭部免受來自腳底的衝擊。

脊柱

人體大大小小的關節也可以看作彈簧結構。膝關節處有一塊叫作半月板的軟骨，在膝關節受壓時，半月板能改變形狀，使人體在做出奔跑、跳躍等動作時，膝蓋受到的震動得以緩衝。

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