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文档简介

人体骨骼和埃菲尔铁塔有何共同之处埃菲尔铁塔人体骨骼,用长达1000页的内容对一些支配生物学的数学定律进行了深度分析,叫人信服。

“来自苏黎世的库尔曼教授是一位宏大的工程师,同时也是图解静力学这种现代力学解析法的开创者。

1866年,他偶然间来到了其同事迈耶的解剖室,这位解剖学家产时正用心讨论一块骨头。

之前始终忙于设计一款全新力气型起重机的库尔曼很快发觉,松质骨的排列方式恰巧是各种力的图解表,清晰地显示了这种负重结构中拉力和压力的方向。

简而言之,自然给予骨骼力气的方式和方向正是获得力所需的相应因素。

据说,他当时大喊道:‘那就是我的起重机!’”工程师在观看一种结构的时候,看到的不只是材质本身,更是起作用的那些力——像是戴上了一副光护目镜。

这些力分为两种,将某一物体朝内挤压的压力和将其朝外拉伸的拉力。

桌子、椅子、桥梁乃至摩天大楼本质上都是这两种力的集合。

所以,库尔曼在设计起重机的时候,利用了其开创的图解静力学来标出这些压力和拉力。

下面就是他所画的图。

图片来源:达西汤普森所著《论生长和形态》公有领域左图是他当时所讨论的起重机的受力图。

右图是股骨[9]顶端受力图。

这些图片作为库尔曼和伍尔夫1870年专著的改良版,标志着工程师和解剖学家之间的首次合作。

因此,库尔曼在看到股骨顶端松质骨的受力模式后,联想到了自己的起重机。

他特别清晰地看到了骨头中力线的交叉型分布,立刻萌生了灵感。

股骨顶端横截面,来源:《格雷氏解剖学》公有领域股骨内部之所以以松质骨的方式进行高效排列,是为了确保受力最多的位置恰好是实心的部位,而在没有力施加的条件下,恰好是中空的部位。

在骨骼进展过程中,上述现象会渐渐发生。

松质骨会朝着受力最多的方向进行排列、变硬,未受力的部位则发生萎缩,好比风所形成的那些令人叹为观止的拱形砂岩。

风将受力最小的那部分岩石带走,留下力线的三维轮廓,那是岩石排列最为紧密的位置。

近年来,骨骼和力之间的关联是否具备数学意义上的精确     度为人所质疑。

不过,人们对

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