一个人无限锻炼下去,身体素质能提升到超人的程度吗?当然不能。就像你拿纸永远造不出航空母舰一样。人的材料属性,就限定死了。你无论怎么锻炼,组成你的组织、皮肤、肌肉、器官,以及骨骼本身的材料不会变化。就拿头颅来说,也就不过和椰子的强度差不多。椰子壳的力学性质如下:根据经纬方向不同,椰子的强度极限大约是22.6~59.5MPa之间(大约相当于一些木材)。
人类骨头不同湿度的压缩极限强度:可知,根据不同骨头,以及干湿度,人类骨头的强度在40~76MPa之间,只是比椰子壳强那么一点点,强度范围有重叠。这样的极限强度,无论你怎么锻炼,一个狼锤下去,人就直接没了。虽然人类的骨头由弹性模量极高的羟磷灰石所组成,但它通常只占骨头的三分之二,其他部分则是由胶原纤维所组成,而胶原纤维的弹性模量就低很多了。
成年人骨头的硬度通常比木头稍强,大约和砖、砂岩的硬度相当,为铅的1/4,钢的1/10。人体最强的股骨、胫骨之类,强度极限在120MPa左右。即便我们完全不考虑骨骼软组织和肌腱的强度,仅仅从胫骨的强度来看,可以计算出能够弹跳的极限高度。人体胫骨的最小横截面积通常为3.2cm^2。假设你体重偏轻60kg,拥有极好的翻滚技巧,落地缓冲的极限距离为0.8m。根据公式:,得:。
也就是说,无论你怎么科学锻炼,从4米高度跳下,落在结实不提供额外缓冲的地面上,同样地骨折。或许,你可以通过未来科技,直接把骨头替换掉。例如使用超高强度的碳纤维作为骨骼,其强度最高可接近10GPa,虽然达不到超人的地步,但骨骼已经可以支持你从40km的高空自由跳下了。
人体下坠时,在空气中的极限速度也就几十米每秒(具体极限速度和下坠方式有关),超高强度的碳纤维,能支撑的速度冲击,大约是人下坠极限速度的2倍。但是,如果只是提升骨头强度,落地的刹那,整个人的其他组织会直接散架。人的皮肤强度典型值是,甚至比起木材都远远不如。皮肤怎么都得用未来科技打造成纳米材料是不是,有个几GPa以上的强度就差不多了。
人类的肌腱强度还是不错的,达到600-1300MPa的强度,但肌腱太细了,受到的冲击远远高于骨骼。一定有人想到了用蜘蛛丝代替肌腱,不过蛛丝的特性就有些折腾人了。蛛丝的强度大约,也就比人类肌腱强了10来倍,看起来不太行。不过蛛丝有一个特性,就是应变越高,强度越大。红框中的数据,便是蛛丝在应变率变化时的强度极限,当蛛丝每秒拉伸2.4%的时候,强度就可以轻轻松松地高达以上。
只要不静止,一直保持运动状态,蛛丝做成肌腱的话,强度是相当MAX。我相信,你把肌肉和肌腱都换成蛛丝的话,一定能体验到什么才是真正的:久到离谱,根本停不下来。肌肉当然是需要一并改造的。毕竟人的肌肉纤维每根大约0.3μN拉力,提升力量,靠的就是增加肌肉的维度。但是增加肌肉维度,体重也会增加,整体的抗自由落体能力反而会降低。如果你想要在静态不会拉断肌腱的话,我建议你直接上碳纳米管了。强度绰绰。
但改造了肌肉、肌腱、骨骼之后,你就可以自由飞翔东方明珠塔了吗?也不行,毕竟内脏、大脑还是普通材料。哪里经得起折腾。那么,换了大脑之后,你还是你吗?所以,我的建议是:既然拥有无限的寿命,等到未来科技达到一定的地步,直接机械飞升不香吗?