舉重運動員臨場一聲吼,便舉起常人無法舉起的杠鈴;氣功師運功后,能一腳踢斷堅硬的鋼棍……這都是人的機體突然產生出來的巨大爆發力作用的結果。
那么,這些爆發力是從哪里來的呢?科學家們試著用力學的觀點來探索這一現象。于是,生物力學應運而生。研究人體爆發力的奧秘,就是從肌肉力學開始的。
人身上有七百多塊大小不等的肌肉,由三億多根肌絲即肌纖維組成。每根肌絲都有肌張力。有人作過推算,把全身的肌絲平行排列起來,當它們一起收縮時可拖動25噸重的物體。當然,這只是一個計算值,它說明了肌肉的力量是巨大的。在醫學上,人體肌肉分為骨骼肌、平滑肌、心肌3大類。附在人體骨骼表面的肌肉大都是骨胳肌;膀胱、子宮、腸胃和血管壁面上的肌肉是平滑肌;心臟里的肌肉即是心肌。人的骨骼肌,單位力為3.65~4.00公斤/平方厘米。青蛙大腿上的骨骼肌單位力是3公斤/平方厘米。眾所周知,肌力可以通過鍛煉得以提高,如舉重運動員的肌肉很發達,肌力倍增,其兩臂骨胳肌的單位力高達8公斤/平方厘米。這就是能產生爆發力的奧秘所在。
肌力的大小不僅與肌絲的粗細、數量有關,還與肌絲的肌張力和收縮率有關。人身上的肌絲通常都處于一定程度的拉伸狀態,因此,平時就具有一定的肌張力,就是說肌肉有彈性。肌絲回縮的速度有快有慢,我們稱之為收縮率。收縮率愈高,回縮愈快,彈性愈好,發出的功率愈大。但是,肌張力和收縮率是成反比的,當肌絲被拉伸到最大長度時,就處于僵直狀態,此時收縮率很低,甚至沒有一點彈性,肌肉也就不能做功了。可見,肌張力和收縮率之間必有一個最佳值,只有找到最佳值,才能使肌肉輸出最大的功率。實驗證明,當肌絲拉伸到最大長度即極限長度的30%時,肌肉輸出功率最大。由此可見,運動員要在臨場發揮得好,不是憑力氣大,關鍵在于掌握用力的奧妙,只有用力恰到好處,才能發揮出自己的最佳爆發力,獲得最好成績。
動運員通過鍛煉產生爆發力,是可以理解的。還有一種諸如攜帶平時根本無法舉起的保險箱逃離火災現場的現象,被科學家稱為應激爆發力。這種應激爆發力又是怎樣產生的呢?
科學家曾做過實驗,用儀器連續不斷地刺激兩臂肌肉神經,致使肌肉連續收縮,然后測試其臂力,結果發現臂力比正常時增加了60%。這個實驗說明,肌肉在受到連續刺激后能產生巨大的收縮力量。
在應激情況下,大腦高度集中,強化指揮力量,不斷通過神經系統下達肌肉收縮的指令。此時,肌肉處于連續收縮狀態,除運動神經(即肌肉神經)參與指揮外,交感神經也密切配合分泌出大量的腎上腺素,動員全身的力量來對付應激局面,使心跳和血液循環加快,呼吸加快加深,血管擴張,使肌肉的能量不斷地得到補充,進而使肌肉收縮得更有力。此外,腎上腺素還“反饋”到大腦,刺激大腦中樞,進一步提高大腦指揮效率。此時此刻,細胞中的能源——三磷酸腺苷迅速分解,釋放出足夠的能量,不斷提供給肌肉使用。于是,巨大的爆發力就在“全身總動員”的情況下產生了。
編輯/申冬梅