人為何能學會游泳

龍學峰

為什么很多陸地動物天生會游泳，而人類卻不能

很多陸地動物在游泳這項技能上有天生的本能，原因是它們大多是四足動物。對于用四肢行走的動物來說，它們游泳不需要變換姿勢，和在陸地上行走時姿態基本一樣。而且它們鼻孔的位置又比較高，只要稍微抬起頭，鼻孔就能探出水面呼吸，游泳也就自然變得非常容易。比如狗或馬的“狗刨”式游泳，雖然算不上有效或優雅的游泳動作，但足以讓它們過河，可讓人類以直立行走的方式在水中游泳是行不通的。如果你見過一個完全不會游泳的人掉進水里，他們幾乎都是以直立的方式處理水：在水中上下晃動一陣后，他們開始下沉，如果沒人搭救，就會成為遇難者。相比動物而言，人類需要學會在水中保持水平，這就需要學會適應臉部被淹沒的狀態。人類需要學會如何在水中控制呼吸，掌握游泳時特殊的呼吸模式。如果沒有呼吸控制，人類能做的就是抬頭游泳，這對于雙足直立的人類來說，是最沒有效率的游泳方式之一。但即使是這種方式，人類也必須將身體置于更水平的位置，否則就會溺水。從物理學的角度來說，游泳時最重要的就是浮力，而為了讓身體獲得更大的浮力，就必須增大與水面的接觸面積。人類的手腳又是從身體的兩側和正下方長出來的，這就意味著，如果要同時滿足“漂起來”和“游得快”這兩個條件，就必須學會把身體位置調整到水平狀態和掌握適當的呼吸模式。總而言之，游泳不是人類與生俱來的技能。

人為何可以學會游泳

為什么會游泳的人在水中感到很自如？從人體的構成來看，人體雖然由骨頭等密度遠大于水的物質構成，卻也有腸胃、肺等空腔，其中能儲存一些空氣，使得人體平均密度只有1.02克每立方厘米左右，比純凈的淡水稍微大一點（純凈水的密度是1克每立方厘米）。實際上自然水體或者游泳館中的水，因為都有一定的懸浮物顆粒，水的密度還要比純凈的淡水稍微大一些，能達到1.005克每立方厘米左右。按照物理學中的阿基米德定律，一個物體在液體中都會受到或多或少的浮力作用，這個浮力的大小與物體排開液體所受到的重力相同，因此人體在水中所受到的浮力也遵循著這個定律，即人體進入水中的體積越多，受到的浮力就越大。由于人體的密度與水的密度相近，理論上只有人體幾乎全部沒入水中之后，才有可能形成身體所受的浮力與重力相平衡的狀態。

因為人的身體與水的密度差很小，所以人體受到的重力和浮力差并不是很大，人在水中不動也會緩慢地向下沉，而這時只要手腳稍微給點力，就會使人體受的合力大于或者等于重力，這就使人能懸浮或者漂浮在水面上。人能學會游泳則主要是掌握了對水施加作用力和在水中換氣的能力。會游泳的人下水不慌亂，胳膊、腿的用力比較有節奏，能輔助人在水面游動，能更好地借助水的力量浮在水面上，使更多的身體部位長時間露出水面，因此不影響人的呼吸和換氣。

游泳有非常多的技巧，在此基礎上可以將游泳方式劃分為潛泳、蛙泳、自由泳、蝶泳、仰泳以及非正規的狗刨等。雖然游泳時人體在水中的運動方式不盡相同，但都是利用吸氣和呼氣的調節、四肢和頭部的動作配合：一方面由于空氣的密度遠小于水，因此通過吸氣和呼氣來控制胸腔內的氣體總量，達到上浮和下沉的目的；另一方面，對水體的表面進行拍打或者在水體內部進行劃動，借此擾動水流方向，從而獲得對身體的反作用力，實現身體向前運動。

不會游泳的人落水時，為何越掙扎越容易溺水

人在水中遇到危險的本能反應是：下肢在水下用力亂踩踏，這樣無法產生更多垂直于人體重心的向上沖力，原本漂浮就可能變成下沉狀態。溺水時，人為了自身安全，上肢用力拍打水面，想盡可能地讓上半身多露出水面，這樣的操作也是錯誤的。因為水對人體產生的浮力會隨著排開液體的體積而增大，人溺水時把頭和上肢露出水面，水對人產生的浮力比之前更小，人在這種不穩定狀態下，上浮下沉的幅度會變大，很難在水中找到漂浮的平衡點，所以更容易下沉。而且人在溺水的緊急關頭，腎上腺素分泌增加，心跳加快，肌肉緊縮導致體積減小，整個人都處于緊繃的狀態，而人體重量不變，所以人體密度會略微變大；并且在呼吸速度加快的情況下，肺部所容納的空氣量會更少，往往還會嗆水，體內原本的空氣被水替代，人體密度進一步變大，所以人在溺水后會沉入水中。

為什么溺水者死后會上浮呢

人沉入水底，死后尸體逐漸腐爛，體內的微生物對人體進行分解。由于人體胃部和腸道的細菌種類和數量非常多，分解產生的甲烷和硫化氫等氣體會使尸體上半身腫脹，尸體的上半身由于容納了大量的氣體，導致整個上半身的密度小于水的密度，尸體就開始上浮。

所以，我們經常看到新聞報道的水面浮尸，很多都是肚子或上半身露出水面，下半身浸入水中的狀態。腐爛產生的氣體先在胸腹部產生，最后才發展到下肢。如果是整具尸體都漂浮在水面上，那說明尸體早已高度腐爛了。

為什么游泳比賽中黑人運動員較少見

NBA絕對是黑人運動員的天下，喬丹、科比、詹姆斯等巨星都是黑人。黑人的運動天賦是毋庸置疑的，不僅僅是籃球打得好，幾乎所有的田徑項目也都是黑人名列前茅。然而，黑人并不是所有運動項目都可以拔得頭籌，世界級的游泳比賽幾乎就沒有黑人參加。很多人不明白其中的原因，但是道理卻并不深奧。

首先，很重要的一個因素來自于生理方面。黑人的肌肉比率要高出其他人種。肌肉重量的差距使得黑人在水中受到的浮力要小很多。此外，黑人骨骼的比重比白人骨骼的比重高出5%～10%。這同樣也需要黑人在水中花很大的力氣去解決身體下沉的問題。所以，黑人在游泳這項運動上先天就失去了優勢。