运动生物力学学概述
———————————————————————————————— 作者: ———————————————————————————————— 日期:
2
第一章 运动生物力学学科概述(李建设 裘琴儿)
内容提要:
本章介绍了运动生物力学学科的演变历程;阐述了运动生物力学的学科特性;从当前运动生物力学亟待解决与发展的问题的角度对运动生物力学学科的未来进行展望。 教学目标:
使学生了解运动生物力学学科的发展历程,明确运动生物力学的学科特性、了解运动生物力学学科任务,了解运动生物力学学科中目前亟待解决的问题以及未来走向,使学生全面了解运动生物力学的学科概貌。 关键词:演变;特性;任务;展望
第一节 运动生物力学学科演变
运动生物力学学科的形成时间并不长,但是人类注意、观察、分析、研究运动的历史却非常悠久。从整个学科的演变历程来看,大致可分为如下几个时期:
一、运动生物力学学科的萌芽时期(二次大战前)
运动生物力学作为正式的一门学科还是近代的事情。人们在很早以前就想知道活的有机体的运动。古希腊被称为“运动学之父”的亚里士多德(Aristotles公元前384—322)早已关注人和动物运动的材料,第一次分析了走的全过程,并开始认识了重心的作用和杠杆原理等。
文艺复兴前,代表人物克·加仑(C.Galenus公元前131-200)是一名医生,他通过实验证实了由脑发出冲动,肌肉紧张收缩产生关节运动,区别了原动肌和对抗肌,使用了动关节与不动关节的术语。
文艺复兴时期自然科学得到较快的发展,意大利科学家达·芬奇(L.D.Vinci 1452-1519)是有名的画家,数学家和力学家,又是一名医生,他极大地注意到解剖学和力学基础上的人体姿势分析,对人体步行的研究和近代身体运动学的研究相仿。他叙述了站立,上坡和下坡,坐姿起立和跳跃是身体的力学原理,并说“有运动能力的活体都按力学规律起作用”,在当时这是一个大胆的见解。进一步研究人和动物运动是意大利数学家和天文学家阿·鲍里利(A.Borelli 1608-1679),他是伟大的力学家伽利略的学生。他曾著《论动物的运动》一书,他曾探索各种肌肉发力的数值,利用杠杆原理测量人体重心的实验方案,指出了人体中心的位置,提出肌肉的作用符合数学、力学原理的论点,并将人体在空间的主动位移动作分为3种主要运动方式,即蹬离支点(走、跑、跳)、推离他体(划行,如游泳)、拉引(如攀登)。后来,美国生物力学家斯坦特勒(A.Steindler 1879-1959)称他是“现代运动解剖学和生物力学之父”。
18世纪人们发现了电现象,不久“生物电”的概念便被用来解释人体运动的调节功能。伽伐尼(Galvani)发现电刺激会引起肌肉收缩,完成了著名的论文《论肌肉运动中的电力》,
3