既然三角架是最稳固的立体结构,为什么多数动物没有进化出三条腿?
世界上多数动物进化出两条腿或者四条腿,为什么极少进化出稳性较高的三条腿呢?
这是完全不同的东西。
四脚架,相对比三脚架不稳定的原因,是在角不稳定的情况下,对边的互相扭动。
首先,对于动物来说,动物的身体是软的,并不是像三脚架或者四脚架那样,边是刚性的,动物的支撑仅仅只是灵活的骨架,不存在刚性而固定的「边」。
其次,对于动物来说,运动状态下,重心是动态变化的。
四条腿,每两条腿前后运动,总会形成一个支撑面,能够保证动物只能往前后的方向倾斜。
但如果是三条腿,总会出现一条支撑的情况,而一条腿支撑的时候,可以往360°的方向倾斜,造成严重的不稳定性。
如果你真的要谈稳定性的话,应该是六条腿,前面互成三角形的三条,后面互成三角形的三条腿。
甚至是九条腿,每三条腿的组合,再形成一个大三角形。
这样就超级稳定了。
不过,这样虽然十分稳定的。但因为过于稳定,前后运动的难度空前加大,反而不如把双脚直接放在身子的两边,稳定的同时,也完全不妨碍运动——这就是节肢动物的进化策略。
可能是因为动物要「动」?
答,因为三脚架是用于静态观测的,最常见的就是摄影,要求静止不动。测绘也是。其他也是。而不是动态,动态都是用防抖云台。
而动物需要的并不是稳定,而是灵活,多功能,高效。例如人使用登山杖爬山都没有四只脚的猴子灵活稳定,更别说那些可以攀岩的羊。只有极少数人类能做到。
稳固这玩意,对于大多数生物来说,不怎么需要,他们不需要太清晰的成像和瞄准就足够了,他们只需要目标要素。
很简单,因为动物是运动的。
运动中的物体要保持运动状态要的是平衡而不是稳定。
空间中四条腿的结果是平衡的。在运动中任何一条腿的运动都是能独立对运动就行修正的。
不止动物,昆虫的对足。大自然大部分生物都是对称的,对称轴一般都是运动方向。
只有保持对称才能在奔跑,爬行,游泳,跳跃这些动作中保持重心的平稳。能稳定的用腿加减速,急停,转向,而不是翻滚。
哪怕是两条腿的人类,奔跑起来也需要上肢摆臂,保持整体重心平衡。在运动层面,灵长类类在相同四肢长度的情况下奔跑速度最慢。这不单纯是因为灵长类奔跑阻力大,和运动发力肢体力量不足且数量少。更多的是因为人类重心高,速度太快情况下容易翻滚奔跑中人步伐距离和前后摆臂幅度会构成一个以重心为转轴,下大上小摇摆平衡体系。速度越快,体系平衡性越差越容易翻滚。
简而言之,人类跑步运动就如同转笔,转轴两侧长度不相等(摆臂幅度和步伐),转的越快越容易脱手。
人类转向系统和动力系统合二为一,也是一个问题。以猎豹为例,动物转向动作类似于汽车转向,后肢驱动,头部和前肢控制重心位置和前肢直接触地提供变相的转轴。
而人类转向是靠下肢向反侧蹬地,上肢摆臂频率差异引起重心偏移,从而转向,提供动力的下肢承担了转向转轴的作用。比大多数动物转向加速要慢
动物有腿是为了跑得快,不是为了站的稳......
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