2011年9月1日 星期四

兩條腿走路



兩條腿走路 欲知跑,先知走。在研究跑姿前,可否先說明走路的「步驟」?天意弄人,愈是與生俱來的,愈難以言詞說明。從四條腿演化人類最與別不同的,是以兩腿走路(bipedalism)和一個大腦袋。人類學家普遍認為,前者出現早於後者;換句話說,我們是首先站起來,然後腦袋才逐漸演化變大的。某些恐龍、鳥類和袋鼠也是以兩腿走動,但其身體並非垂直豎立,且需要尾巴作平衡。能以兩腿走動的靈長類(如黑猩猩和人類)大多沒有尾巴,站姿也較堅挺;其中當然以我們人類最能貫徹並運用這種習性帶來的好處。為何從四條腿演化至兩條腿走路,是人類學家討論已久的題目;重點是,究竟站起來帶給我們什麼生存優勢?


 


老實說,這問題並不深奧,《信報》讀者都是有識之士,不用我說也能想到十幾個可能性,分別只是人類學家需要以一大堆「證據」去支持他們提出的假設。一些較明顯的說法是,可以採摘長得較高的果實,可以望遠一點,騰出的雙手能攜帶食物(科學研究,太明顯的答案通常不對);「另類」一點的說法,是能夠涉水而行(我們不是主要在陸上活動的嗎?);這些看法或多或少與生活模式有直接關係。從生理角度,站立可以減少身體暴露於陽光下的面積,也能增加散熱;從人體能量學入手,這是現今比較主流的看法。人類出現之時,正值氣候旱化、森林後撤、食物變得稀少,在草原生活的人類,為求尋找食物甚至追捕獵物,若能在烈日之下以最少能量行走最遠距離,便是一大優勢。


 


於我們而言,走路來得如此自然,往往沒有想到我們是走得如何「輕鬆」。2007年,一班科學家找了五隻黑猩猩分別以四條腿及兩條腿走動,跟人類走路時所需的能量作比較,發現如下:第一,平均來說,無論以哪一種走法,猩猩所耗的能量差不多。其次,人類耗能只是猩猩的四分一。與近親比較,人類較為適合在茫茫草原上「穿州過省」,不言而喻。「兩腿走路怎樣演化」這個問題,相信永遠沒有肯定的答案,但近期研究所得,應該與我們祖先需要長途跋涉扯上關係。簡單「步驟」?還未答原先的問題:走路有什麼「步驟」?


首先,走路其實是不斷向前倒下(fallingforward),只不過每次倒下之前,都有一條腿及時着地制止;給絆倒,就是那條腿不能及時到位的結果。走路時,腿部的移動可分為 swingphase stance phase 兩段。Swing phase從腳趾推離地面開始,腿部微彎向前擺動,直至腿部伸延腳踭着地為止;跟着,就是 stance phase的開始,腿部保持伸展以支撑身體,讓另一條腿進行 swing phase,並同時保持身體向前移動,當另一條腿着地進入 stancephase,這條腿便再次 swing 了。Stance swing 就是這樣交替進行。 你說,走路的「步驟」不就是這樣簡單? 簡單,只因為忽略細節。其中一個非常重要的細節,是位於臀部兩邊的肌肉。當右腿處於 stancephase,右臀的肌肉會收緊,避免我們向左邊倒下,這個調節是不自覺,是本能的。大腿骨也有玄機,為了保持身體重心(大致上)位於腳掌的正上方,大腿骨是向內傾斜的(所以兩個膝蓋,以至兩足才能互相接觸)。


黑猩猩的大腿骨是垂直的,因此走起路來一拐一拐。讀者可先想像日本相撲手在擂台上擺開雙腿,一步一次小地震的窘態,再想像模特兒在天橋上婀娜多姿的輕柔細步,便能領會重心與腳掌相對位置的重要。還有,就是那雙可以「lockedin」的膝蓋,使我們毫不費勁便能伸直雙腿;黑猩猩的膝蓋不能「locked in」,就像每刻都要「紮馬」,疲勞程度可想而知。 直立代價人類為了兩條腿走路,骨骼的結構和肌肉的協調都作出了很多的改變,以上提及的只是冰山一角,莫說科學家仍然未窺全豹。想像,如果我們要從零開始,教導一位月球人學習地球人漫步,箇中的步驟不知會佔去 YouTube 多少的硬碟空間。 很多人有的脊椎問題,跑步愛好者的膝蓋傷患,劉翔和姚明的腳傷,全都可說是兩腿走路的「後遺症」。從前四條腿的負荷,我們以兩條腿承擔;從前的脊椎是吊起內臟的拱橋,我們的脊椎卻像一層壓一層的樁柱。直立,有好處,也有代價。