如果我们之间有这样一段对话—— “这儿有一把椅子,先请你坐下,但我敢肯定 ,即使我不用绳子把你绑到椅子上,你也肯定站不起来”,你一定觉得我疯了。
如图所示,图中有一把椅子,如果你按照图示的样子坐下,上身挺直,两只脚也按照图示的样子放好。那么,现在让你站起来,前提是上身不得前倾,两只脚的位置也不准移动,你真的能站起来吗?
哈哈,不行吧!不管你用多大的气力,只要你上身不前倾,两只脚的位置也不移动,你根本不可能站起来。
图 如果以这个姿势坐在椅子上,你一定无法站起来。
这是怎么回事呢?这里,我们需要弄清楚一个问题,就是关于物体以及人体如何保持平衡的问题。一个物体要想保持平衡,不倒下,必须满足一个条件:从这个物体的重心向下引垂线,垂线必须不能越出物体的底面。只有满足这个条件时,物体才能保持平衡,不倒下。如 图 所示,毫无疑问,图中的斜圆柱体肯定无法保持平衡,会倒下。但是如果圆柱体的底面足够宽,从它的重心引垂线,垂线能够通过底面中间,那么这个圆柱体就能够保持平衡,不倒下。
图 这个圆柱体一定会倒下,因为它的重心引出的垂线超过了它的底面。
除了著名的比萨斜塔,在俄罗斯的阿尔汉格尔斯克也有一座同样原理的“危楼”。如图所示,虽然它倾斜得已经相当严重了,但为什么都没有倒下呢?当然了,建筑的基石仍然深埋在地面以下,我们说这只是一个次要原因,最根本的原因就是,如果从它们的重心向下引垂线,都没有越出它们的底面。
图 俄罗斯阿尔汉格尔斯克也有一座“危楼”。
如图所示,一个站立的人要想不跌倒,必须满足下面的条件:从他的重心向下引垂线,引出的垂线要始终保证在两只脚的外缘所形成的狭小范围内。所以,想用一只脚站稳还是比较难的,如果是想在钢索上站稳就更难了。这是因为,底面所形成的范围太小,从重心向下引垂线的时候,引出的垂线很难做到始终在底面范围内。说到这儿,你可能会想到老水手们奇怪的走路样子。由于他们一辈子基本都生活在摇摆的船上,而在船上行走的时候,要想保持身体平衡不跌倒,必须始终保证从重心引出的垂线时刻在两只脚之间的底面范围内,所以他们尽可能放大两脚之间的范围,久而久之,就形成了习惯,在陆地上的时候,他们走路的姿势还是跟在船上时一样。
图 一个人站立的时候,他的重心引出的垂线始终保证要在两只脚的外缘所形成的狭小范围内。
其实,反过来说,通过保持这种平衡,也会给我们带来美的享受。
我们都知道,有的少数民族喜欢把重物顶在头顶走路,而且走路的姿态非常优美。有一副名画画的就是:一个女人头上顶着一把水壶,姿态非常优美。当把重物顶在头顶时,人们不得不始终让头部和上半身保持笔直,以保证从重心引出的垂线在底面范围内,否则一不小心就可能会跌倒。因为这时候人的重心更高,更不容易保持平衡。
现在,我们回到一开始的问题,就是让你坐下后再站起来的实验。
一般来说,一个人坐下后的重心位置在靠近脊椎骨的地方,大约比肚脐高20厘米左右。那么,当我们从重心向下引垂线的时候,这条垂线肯定会穿过座椅,落到两脚后方。刚才已经说过,要想站起来,必须保证这条垂线不能越出两脚之间的范围。
所以,要想站起来,我们经常的做法有两种,一种是身体前倾,一种是两脚后移。前一种的目的就是把重心前移;后一种则是为了使从身体重心引出的垂线能够落到两脚之间的范围内。
在日常生活中,我们正是这么做的。如果我们不这么做,想要从椅子上站起来,是根本不可能的,刚才的实验也证实了这一点。