还记得今年夏天,那些跟⻛在天津海河跳⽔的游客吗?据报道,仅两天时间,天津蓝天救援队就从河中救起14⼈,其中7⼈因跳⽔姿势不对昏迷(光明⽹9⽉7⽇报道)。但同样是扎⼊⽔⾥,那些海⻦却没⼀只有事的。⽐如鲣⻦,它们在距⽔⾯30⽶⾼(有时甚⾄100⽶)的地⽅⻜⾏,⼀旦发现爱吃的⻥,就收拢双翅,头朝下,像⼀颗颗流星溅⼊湛蓝的⼤海,扎进⽔⾥的速度可以达到24m/s。
因为冲的速度太快,想要抓拍它的⼊⽔瞬间就得⽤到⾼速摄影。摄影师史蒂夫 · 沃德(Steve Ward)抓拍到塘鹅俯冲进⽔这张照⽚时,设定的拍摄频率⼀秒内可以拍摄⼗张图⽚,才幸运地拍到了喙尖触抵⽔⾯的⼀瞬间。那问题来了,凭什么这些海⻦可以⾼速俯冲进⽔,却没出事呢?⼀位在弗吉尼亚理⼯学院仿⽣流体实验室做研究的科学家想搞明⽩其中的道理。实验动物:⼀只死去的⻦。
拿到实验材料的第⼀件事⾃然是了解其形态学特征,科学家测量了这只塘鹅的颈部半径只有2cm,头⻣半径只有2.5cm,颈部⻓度⻓达21cm。另外,他还对⻦的头颈做了解剖和CT扫描,好对其进⾏建模分析。之后,科学家便把冻好的塘鹅带到了有⽔箱的实验室,进⾏⼀系列的坠落⽔⾯测试,同时⽤⾼速摄影机拍下它⼊⽔的所有镜头。通过⾼速镜头的慢动作,科学家看清了塘鹅⼊⽔的全部细节。
当冰冻塘鹅以5.5m/s的速度扎⼊⽔⾯时,可以看到它在钻⼊⽔的过程中产⽣了⼀个空腔(下图紫⾊部分),避免了⽔对颈部产⽣直接压⼒。
经过科学家的综合分析,发现塘鹅的颈部不会折断,有好⼏个原因:第⼀个便是它尖尖的喙,尖锐的⻆度可以减⼩穿越⽔⾯的阻⼒;第⼆便是它在冲⼊⽔⾯后的颈部肌⾁是保持收缩的状态,让颈部保持伸直的状态,在⼊⽔过程中起到稳定的作⽤;第三便是它恰到好处的颈脖⻓度,如果过⻓就会增加折掉的⻛险。那塘鹅⼊⽔的极限在哪?
经过科学家分析,理论上塘鹅的脖⼦似乎最⾼可以承受⾼达80m/s的撞击⽔⾯速度,⼀旦超过该数值,颈部便会折掉。很明显,塘鹅还是相当保守的,平时冲进海⾥捕个⼩⻥⼩虾,⽤的速度最多也就是24m/s,还不到其承受的最⼤速度的三分之⼀。到这,你肯定很想知道⼈类的跳⽔极限在哪。
有科学家做了⼀个研究,对⽐了不同动物和⼈类的落⽔冲击⼒学对⽐,分析了⼈分别以头部、⼿部(标准跳⽔姿势)以及脚部不同姿势落⽔对肌⾁和⻣骼的影响。结果发现,在理论研究中,⼈类以头朝下的落⽔姿势是最愚蠢的,因为这样造成的伤害最⾼。如果以这种姿势落⽔,在跳⽔⾼度达到8⽶的时候,就会对⼈类的颈部肌⾁和颈椎造成伤害。
当然,⽤⼿部放在头部前⽅的落⽔姿势也不是⽆敌的,根据科学家的计算,只要⾼度达到了12⽶,落⽔的时候也可能会造成锁⻣受伤。那脚踩⽔⾯的直愣愣落⽔姿势呢?这种姿势只要跳⽔⾼度到了15⽶,那膝盖就成了最容易受伤的部位。所以,假如你真的不会跳⽔,但⼜很想跳,那建议你先读下⼏个⽉前的这份安全提示:如果你还是很想跳,建议可以直愣愣地踩着⽔下去,最好的情况还是要脚⾯绷直,脚尖⾸先插⼊⽔中,这样会减少⼊⽔的阻⼒。
总之,⼩⼼点。