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人體骨骼和埃菲爾鐵塔有何共同之處埃菲爾鐵塔人體骨骼,用長達1000頁的內(nèi)容對一些支配生物學的數(shù)學定律進行了深度分析,叫人信服。

“來自蘇黎世的庫爾曼教授是一位宏大的工程師,同時也是圖解靜力學這種現(xiàn)代力學解析法的開創(chuàng)者。

1866年,他偶然間來到了其同事邁耶的解剖室,這位解剖學家產(chǎn)時正用心討論一塊骨頭。

之前始終忙于設計一款全新力氣型起重機的庫爾曼很快發(fā)覺,松質骨的排列方式恰巧是各種力的圖解表,清晰地顯示了這種負重結構中拉力和壓力的方向。

簡而言之,自然給予骨骼力氣的方式和方向正是獲得力所需的相應因素。

據(jù)說,他當時大喊道:‘那就是我的起重機!’”工程師在觀看一種結構的時候,看到的不只是材質本身,更是起作用的那些力——像是戴上了一副光護目鏡。

這些力分為兩種,將某一物體朝內(nèi)擠壓的壓力和將其朝外拉伸的拉力。

桌子、椅子、橋梁乃至摩天大樓本質上都是這兩種力的集合。

所以,庫爾曼在設計起重機的時候,利用了其開創(chuàng)的圖解靜力學來標出這些壓力和拉力。

下面就是他所畫的圖。

圖片來源:達西湯普森所著《論生長和形態(tài)》公有領域左圖是他當時所討論的起重機的受力圖。

右圖是股骨[9]頂端受力圖。

這些圖片作為庫爾曼和伍爾夫1870年專著的改良版,標志著工程師和解剖學家之間的首次合作。

因此,庫爾曼在看到股骨頂端松質骨的受力模式后,聯(lián)想到了自己的起重機。

他特別清晰地看到了骨頭中力線的交叉型分布,立刻萌生了靈感。

股骨頂端橫截面,來源:《格雷氏解剖學》公有領域股骨內(nèi)部之所以以松質骨的方式進行高效排列,是為了確保受力最多的位置恰好是實心的部位,而在沒有力施加的條件下,恰好是中空的部位。

在骨骼進展過程中,上述現(xiàn)象會漸漸發(fā)生。

松質骨會朝著受力最多的方向進行排列、變硬,未受力的部位則發(fā)生萎縮,好比風所形成的那些令人嘆為觀止的拱形砂巖。

風將受力最小的那部分巖石帶走,留下力線的三維輪廓,那是巖石排列最為緊密的位置。

近年來,骨骼和力之間的關聯(lián)是否具備數(shù)學意義上的精確?????度為人所質疑。

不過,人們對

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