生物力学令人着迷,当然,我想是的,但我不是唯一的一个。每周我都会收到某人的电子邮件,告诉我,他们希望他们会研究这个领域,而不是...无论是法律还是美容方面的工作-随便你怎么说。而且,谁会不喜欢它?当谈论真正的,完善的课程时,生物力学对我们的身体经验解释得太多了,其他科学都无法触及。
第一位“生物力学家”-既具有数学和力学技能又具有生物学/生理学知识的人可以是达芬奇或伽利略·伽利莱。在彼此相距一百年的时间里,这两个家伙都在努力了解人体对现代科学新兴法则的作用-质量守恒,杠杆作用等。狮子座是一个杠杆和肌肉发达的家伙,您可能可以从他的图纸中看出。
伽利略(Galileo)更加是个“材料”人-他对骨骼作为圆柱体以及它们在各种情况下如何需要足够的质量来支撑身体的重量非常感兴趣,但又需要足够轻巧以使人类具有极大的活动能力。
达芬奇和伽利略在这个领域没有取得更多进步的原因之一(除了他们俩都是意大利人而且可能喝了很多酒的事实之外)的原因之一是,他们仅具有基本的机械定律,可以应用于硬质酒。身体(离散力学)并且没有针对软组织的模型,该模型可能会根据情况而变化(连续力学)。举一个简单的例子,想象一下骨头,就像上臂的骨头一样。
尽管这块骨头看起来很僵硬,但实际上它的密度以及骨头细胞的类型会有所不同,具体取决于您的外观,而不是全部“坚固”。实际上,它也是多孔的,特别是当您近距离观察时。当您向这样的组织施加载荷时,其中的一些载荷最终会使骨头弯曲,尽管断裂的程度不大。软组织处理负载的方式不同于例如金属棒,因为在这种情况下,您必须将某些负载转换为“弯曲”。身体相对于每个骨骼的负载不同,肌肉拉力产生的负载也会产生不同类型的弯曲。当您不仅需要计算骨骼相对于身体的运动,还必须计算骨骼相对于自身的运动时,数学会变得有些棘手。回到“一天”,当新兴的科学定律都与机器,力学和刚体(如行星)有关时,没有任何方法可以用任何数学权威真正谈论软组织。
另一个例子: 聪明的人在1800年代首次研究心血管系统时,问题是-动脉是否“完美的弹性体”?
那么,动脉是完美的弹性体吗?我希望如此,因为这样可以很容易地计算出哪里有多少血液并排除动脉阻塞等问题。但是,事实证明,事实并非如此。因为有平滑的肌肉可以像这样改变动脉的大小,因此只能在很小的区域内进行。这对动脉来说很棒(为智能组织万岁!),但对于需要发布有关可应用于大量人群的数量/价值/数据的具体东西的科学家而言,却不是那么好。当您添加更多的最新发现后,发现平滑肌壁动脉周围的肌肉环境会影响平滑肌(以及动脉)的功能,您确实会感到困惑。生理学书籍的“动脉如何工作”部分没有达到这种机制的水平。部分原因是因为它基于30至60年的信息,部分原因是已经(由那些决定这类事情的人)决定,生理学的先决条件不应包括基于微积分的物理学。因此,每个人都会获得动脉的10年级版本。在大学。
仅供参考,我相信 完美的弹性体 是上周《人物》杂志的主要文章,但我可能错了。
就了解人体如何运作而言,我们今天在哪里? 狮子座(Leos)于500年前发起的工作仍然影响着现代生物力学课程的大部分工作,因为1600年代后才因以下两个方面而使生物力学科学的发展真正下滑:课程的组织和化学。
如您所见,仅是“真正”了解机械定律并不能真正帮助您真正理解生物力学问题。您必须拥有相当完善的生物学背景缓存(阅读:多年研究)。在17世纪,人们认为学习解剖系统(即记住零件的名称和它们的连接点)将是学生学习的最佳起点。当然,人体是如此膨胀,以至于那些解剖学专家对名称/形状/位置进行了全面的教育时,没有时间可以平等地学习力学了—这些定律决定了如何直到2012年,这种教授人类科学的方法仍然是整个领域的标准。 什么 一切都是-没有太多的了解 为什么或如何运作。
生物力学作为进步理论的第二次停顿是使用化学来解释生理现象。因为(从数学上)用组织来评估和描述人体的移动组织太复杂了,所以将生理学简化为化学方法变得容易了,因为跟随机械感受器刺激的化学信号非常简单。一个很好的例子是(再次!)骨头。
直到最近30年,骨骼一直被用作人体的矿物质储存库,“直到身体需要它为止”的矿物质储存场所。关于骨骼疾病,血液中矿物质平衡和营养的大多数理论仍然基于过度简化的这种误解。事实证明,人体比骨骼更需要骨骼。
当在1960年代首次提出支持骨骼是对机械信号(而非化学信号)做出响应并具有自我维持功能这一主要概念的数据时,整形外科医生Harold Frost经常遭到嘲笑或无视。因为他呈现的是荒谬的,不受支持的或不科学的东西?不。因为他正在提供信息,所以人们没有理解的技能。
而且,当您不了解某些内容时(尤其是您没有技能)时,最好公开宣布您不“相信”它的原因。这是几个世纪以来的工作方式。直到现在,它已经在Facebook上完成了,这应该会引起一些有趣的公开记录。
那么所有的生物力学家都去了哪里?当我们意识到真正学习某件事需要花费一生,并且不能仅通过书本或仅凭直觉来完成,而要通过毕生追求实验来完成时,我们可能都到达了同一个地方(去酒吧?)正式和非正式。
我确实希望他们能回来,因为非常清楚的是,很少有人能理解一种运动或一组关节位置的技能。 数学上唯一 当涉及到刺激人体的许多组织时。为了触发刺激组织发育的机械感受器,已经失去了有关所需频率,强度,关节运动范围以及对人体各个组织水平的负荷的常识(和实践)。术语 生物力学 不应与运动,健身或表现相关。生物力学与生物学功能有关。您不会刺激机械感受器,也不会使细胞正常工作。期。
我想知道要成为量子力学的人有多小?对不起,物理上的笑话。