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為什麽人邁左腿時往前擺左臂會很不舒服?

2020-10-17健康

因為人體的結構在力學上不適合「邁左腿時往前擺左臂」的 同手同腳 步態 [1] ,這會讓腳花費更多的力氣來保持平衡,比正常步態更累。

數千年前,人們就發現人在行走時會自然地前後擺臂,而且不傾向於同手同腳。長距離行走時人們的肩部會累得酸痛,因此早就有人質疑擺臂:這似乎是一種成本高昂的習慣,會帶來反復的肩部運動,浪費能量。十九世紀以來,一些學者提出,擺臂是人類遠古祖先的四肢爬行殘留下來的影響。

最近十幾年裏,科學研究顯示,正常的「鐘擺式」擺臂可以讓行走變得更省力,同手同腳則有旋轉問題。

來自美國和荷蘭的3名研究人員招募了10位誌願者,讓他們在行走時使用不同的擺臂方式:同手同腳、手臂靜止不動、正常擺臂方式。研究人員測量了不同擺臂方式下誌願者們身體的新陳代謝率和肩部運動所需的力量。

結果顯示,正常擺臂和同手同腳都只需要微小的肩部運動;人在邁步時,身體會圍繞縱軸旋轉,「鐘擺式」擺臂可以抵消驅使身體旋轉的力矩,幫助分擔腳的一部份負擔;走路不擺臂會讓腳花費額外的力氣保持平衡,而同手同腳走路會讓驅使身體旋轉的力矩進一步增加,額外花費更大:

  • 強行保持手臂靜止不動去行走時,人體的代謝率比正常行走要高 12% ,相當於其他條件相同時正常行走的速度加快20%,或是背負10千克的背包;
  • 強行以同手同腳的方式去行走時,若擺臂高度與正常行走擺臂高度相同,人體的代謝率比正常行走要高 25% ——那麽本題目的答案也就顯而易見了:這樣走路太累。
  • 研究報告 [2] 於2009年7月29日發表在英國【皇家學會生物學分會學報】上。

    這項研究的負責人、美國芝加哥大學生物力學專家史蒂文·柯林斯介紹說,他在研制行走機器人時對人的擺臂方式產生興趣。他最初研制的行走機械模型沒有手臂,在模擬行走時經常傾斜或摔倒。他給第二個機械模型安裝可自由移動的雙臂,發現模型在模擬行走時擺臂方式與人相似。他由此推理:擺臂不是受肩膀運動驅使,而是受人們行走時身體的自然動力驅使的。

    「這項研究成果證明,擺臂不是人類前進演化過程的遺跡,」柯林斯說,「它是省力的行走方式的重要組成部份。」

    此外,非人生物的結構與人不盡相同,步態的情況也各有差異。

    參考

    1. ^ 中國一些地方稱之為「順拐」
    2. ^ Dynamic arm swinging in human walking Steven H. Collins, Peter G. Adamczyk and Arthur D. Kuo Published:29 July 2009https://doi.org/10.1098/rspb.2009.0664