#为啥地球生物没进化出轮子或履带#
想象你赶公交要迟了,你拼命往前跑,跑了一百多米就喘成狗了。这时你发现路边有几辆共享单车,你果断取了一辆骑上,轻轻一踩,速度就上去了。你一定觉得,轮子真TM是个好东西啊!

你赶上了公交,坐在座位上想,轮子这么好的东西,我身上怎么没长两个呢?上天怎么偏偏给了我两条腿。莫非是自然选择把轮子漏掉了?不,你不相信自然选择会出错。自然选择连眼睛这么复杂的结构都能进化出来,怎么可能漏掉轮子?你知道自然选择创造出了很多效率高的出奇的运动结构,比如奔跑速度能达到112km/h的猎豹,游泳速度能达到112km/h的旗鱼。但是它并没有选择轮子,难道是。。。

你可能已经猜到了一个可能,但你会怀疑:也许轮子的效率并没有你所想的那么高?事实上,自然选择也进化出了轮子,比如这种螳螂虾,有时会把自己卷起来移动

你想,好吧,自然界中还是有轮子的。不过要是把自己卷起来在大街上滚,看起来也太蠢了,而且应该也滚不快吧。。。为什么自行车却很省力呢,到底出了什么问题?
其实你前面猜的感觉已经有点对了,轮子的效率可能高,可能不高。
想象一个完美的圆形轮子在平坦又坚固的地面上,你轻轻推了一下,它就滚了好远。你拿着这个轮子来到公园的草地上,还是轻轻推了一下,结果它没滚多远就停了(如果你想象到你的轮子倒了,那你应该想象一个更宽的轮子)。你想,哦,一定是草地太软了,带来了阻力。那我要问你,你自己在草地上走,和在平坦又坚固的地面上走,感觉区别大吗?你在草地上有明显觉得更费力吗?

你会说,那这么看来,腿对地形不那么敏感,所以大自然更喜欢腿这种设计?你可能是对的,但我不是大自然,我不知道。确实,轮子更像是针对特定环境做了优化后的设计,但谁说腿就没有被优化过呢?自然选择,是一种优化算法,所有表现优秀的设计都像是被优化过的。
我想让你继续思考的是,腿和轮子有哪些共同点,有哪些相似之处?这两者看起来区别挺大的是不是?当你走路的时候,你会先抬起一条腿,伸到前面,放下,以此为支点,重心向前移动,抬起后一条腿,跨到前面,如此反复交替。而轮子滚动时只是一直压着地面往前滚。

但我们可以这么来看,你拿一个车轮,把轮框去掉,只留下辐条,像这样。
但愿这些辐条足够结实。如果你骑着有这样轮子的自行车,那应该不会太舒服。不过。。。阿迪达斯还真有这样的自行车。

有机会不妨试试。所以,你可以把轮子想象成这种有很多条腿的设计。如果你加上更多的辐条,越来越密,最后你就会得到一个正常的实心轮子,也就不颠了。不过,我们真的不用装这么多条腿。你可能已经注意到了,对于这种没有轮框的轮子,最多也同时只有两条腿着地。如果能设计一种机构,当后一条腿离地后,迅速把它转到前面,那么两条腿就足够代替这很多条腿了。

把后一条腿换到前一条腿前面,其实没必要绕一大圈。你从一岁多就已经知道该怎么做这件事了。你不会把后一条腿甩过头顶绕到前面去,我也不认为你有那本事。
所以,为了把一条腿挪到前面,同时不蹭到地面,你可能会把腿弯一点来缩小长度,或者左右晃动改变身体的重心,像鸭子或企鹅那样走路,或者,你同时使用两者。

当你仔细想象这整个过程时,你大概会觉得,有的运动多余,浪费了能量,却又似乎不可避免。当你走路的时候,你的重心也会上下移动,也在颠。但我刚说了,你的腿可以弯。假如,当你往前移动的时候,弯曲支撑你的那条腿,让你的重心高度不变,好像就不颠了。不过你真应该试试保持自己重心高度不变走路,不自然,反而很累。

你可能还会考虑那个让你不舒服的轮子。如果你把那个奇怪车轮的辐条都换成能纵向压缩的弹簧,假如你能设计的弹性刚刚好,使得你骑的时候重心高度不变。会怎样?或许不好想象。不过我说了,如果辐条足够密,它就会变回一个正常的车轮。而你,多半是骑过一个胎压不足的正常车轮。确实,重心高度没变,车胎不断被挤压又弹回去,却有很多能量在这一过程中被浪费掉了。显然,只考虑重力势能的变化是不对滴。

那么我们现在保持自然的方式走路,是不是就是最高效的呢?差不多是,不过这取决于你的前进速度。走路的时候,支撑你身体的腿几乎不会弯曲。你宁可自己的身体上下颠,因为这样更节省能量。不过,你需要不断把后面的腿换到前面。这是必要的能量消耗。但是当你越走越快,继续用这种方式前进就吃不消了。因为你需要用更高的频率切换双腿,更大范围的加减速,更多的能量消耗。

这时,你可能会自然切换到慢跑。你的前进方式已经改变了。支撑你身体的腿开始像弹簧一样工作,落地时压缩,然后发力释放,使得你每一步可以跳出更远。这反而减少了你切换腿的频率,减少了能量消耗。

这么看来,自然选择让我们用腿移动也是一种优化的设计,是针对一定的移动速度进行优化。不过,不一定是针对唯一的速度区间。我们人是跖行动物,这意味着我们用整个脚掌着地走路。但当我们奔跑的时候,一般只用前脚掌,更接近趾行动物。这时,步态已经改变了。
我们腿的设计针对两种速度区间进行了优化,而有的动物则更多。比如马,有三种步态。马也会选择对于当前速度最高效的一种。

你可能想问,用腿移动真的很高效吗,甚至比轮子更高效?是的,去跑一场马拉松会消耗你大约3000大卡的热量。如果你计算一下移动单位质量单位距离所需要的能量,那么你比大多数交通工具都要高效。
事实上,人类制造了许多先进的交通工具,用了设计优秀的轮子,高精度加工的轴承。这些交通工具在空载的情况下几乎都不如动物高效。只有当负载增加时,才可能有一些优势。

最后,安利一下Coursera上宾夕法尼亚大学的机器人系列课程。其中Mobility课程主要就介绍了多足机器人,非常有启发性。虽然我现在不做这个领域的研究,但只要你有兴趣,我会毫不犹豫地把你引到这个坑里。

十五岁中考结束后,度过了一个相当沉闷的夏天。骑自行车时在建筑废料堆旁摔伤了腿,两个膝盖血肉模糊,伤疤至今都在。被家人抬去医院,医生拿双氧水冲洗我的伤口,整整两遍。我疼得嚎啕大哭,恍惚之间仿佛看见皮肉被灼烧,升起团团飘渺的白雾。就这样失去了行走的权利,原本计划的毕业旅行也被取消。我终日在家躺着,无事可做,只能一部又一部地看电影。
《狗脸的岁月》就是其中之一———一部瑞典电影。于是那幅只存在于想象中的、听过但没见过的斯堪的纳维亚半岛风情画卷,就这样徐徐在我眼前展开。北欧的森林、湖泊和山腰上的小木屋,漫长冬季与短暂夏日之间形成的对照,就这样构筑成了我对北欧风格最初的印象。电影的主角是一个和我一样孤独又无聊的小孩,因为妈妈多病,无暇照顾他的生活,只能被送去别人家寄养。当画面中的小男孩带着自己心爱的小狗奔跑在树林里时,久卧病榻的我竟也隔着屏幕产生了共情——那种无拘无束的自由和美好,实在是太打动人心了。
今年八月我收到了skandinavisk的护手霜礼盒,时隔好久,心中关于北欧的想象和憧憬又再次被激发了出来。熟悉英语的朋友们肯定一下就猜到了,skandinavisk“所见即所得”,品牌的名字中就包含着“斯堪的纳维亚”的词根——它是一个来自丹麦的独立香氛个护品牌,致力于用最北欧风格的设计去还原真实的斯堪的纳维亚气息和生活方式。
Skandinavisk这个牌子实在是太浪漫了。他们的香氛系列灵感全部来源于品牌创始人近二十年来遍布北欧的足迹——他们以那些最能代表北欧风格的意象为产品命名,用这个独特的方式去呈现“斯堪的纳维亚”。于是你能看见,他们的护手霜和香水名字有多别致:森林、岛屿、峡湾、海、家………光是将这些简单的词排列组合,就能勾勒出一幅想象的画卷,这样的设计不能不说是独具巧思。
我最喜欢的三支护手霜分别是“森林”、“宁静”和“岛屿”。“森林”顾名思义,主打木质香调,融合松针叶和山地空谷百合的气息;“宁静”闻起来是单纯的植物香气,在这个季节格外应景,让人联想到秋天里的树叶;“岛屿”则是水苔、海棠和犬蔷薇的组合。除此之外,skandinavisk护手霜/香氛还有许许多多香型可供选择,每一款都很独特,不会撞香。
此外,skandinavisk原料和成分绝对安全,质地轻薄好推开,保湿效果也相当不错。
今天给大家带来了很棒的浮力,如果你也想知道“北欧闻起来是什么样子”,不妨试试skandinavisk。

第十天
第10天,我们离开拉萨市后,沿国道349经雅江河谷、羊卓雍错、浪卡子县的卡若拉冰川,经江孜县和白朗县到日喀则,路上首先经过雅江河谷,看着宽阔的雅鲁藏布江江面,传说中的红旗河,就是要引他呀!离开雅鲁藏布江,沿着盘山公路往前正在行走,看到一个售票处,说是羊卓雍错景区,要先买票才能进入,为了仔细观看羊卓雍错,我们就购买了门票。之后继续攀爬沿着盘山公路向上攀爬,远远的看到山顶的小黑点,好像有一座建筑,我想,向上攀爬一会儿就到了那个位置了,一定是个观景台,可以俯瞰雅江河谷,但还没有到那个小黑点,就见到了一个观景台,竖着一个大石碑,上写雅江河谷,旁边全是一些小商小贩,还有牵着雪白的小羊,牵着藏獒,等待与游人拍照,这些藏獒和小羊,都进行了梳妆打扮,也是很好看的,我就喜欢狗,我搂着两只藏獒,快乐的拍了一张,支付抱狗费十块钱。
到了山上的小黑点处,看到一个大平台,盖着一栋栋的房屋,因为是在房屋的背后,不知道它是什么?等转过去弯道,哇,好大一个观景台和停车场,原来是羊卓雍错景区设在山顶的一个很大的观景台,有门票的可以进入观景台留影拍照,没有门票的就不允许进入。看着羊卓雍错偌大的湖面,在连绵青山、蓝天白云的衬托下,安详蓝色的湖水是那么美丽,美得无法用语言来表达,即便是拍照,也无法显示出它的美,留影拍照之后,继续前行,看到每一处路边的美景,都要停下来拍照,就这样走走停停走走停停,等走到羊卓雍错湖西边的湿地时,看到远山白云兰天,草甸上走动的牛羊,实在是太美了,停车跑到湿地里,和牛羊合影,留住这美丽的瞬间。经过卡若拉冰川时,同样也是在售门票,不然不许停车拍照,经过羊卓雍错湖买票吃亏的经验,我们不买票,我们只管往前开,走过最美的拍摄角度之后,我们也自己寻找了一个合适的角度,拍下了冰川。

路过白朗县时,看到路边的西瓜摊,几个藏族小朋友在卖西瓜,我们询问您一下价格,他说八元一斤,你听她的价格吓了一大跳,忙问:“是八元一个,还是八元一斤?”因为每一个西瓜还没有足球大,三斤左右,待确认是八元一斤之后,我们就没有买,继续前行,再问问路过的西瓜摊,谁知再问的时候,西瓜是十元一斤,越向前走月贵了,价格太贵了不吃啦。
到了日喀则市,由于天色已晚,没有去看扎什伦布寺,计划第二天上午去,晚上我们到日喀则市中心广场龙园,观赏了当地晚间的广场舞,这里的广场舞非常具有民族特色,全部是藏族同胞欢聚一堂,广场上播放着有没得藏族音乐,他们跳着欢快的锅庄舞,动作整齐划一,非常有美感,我想跟着上去跳舞,看着舞者每个曲子出现不一样的步伐时,总感觉自己无法跟上那些复杂的步伐,所以也就没有赶上前,只有坐在旁边,耐心细致的在观赏。
这一夜市我进藏后最难受的一夜,缺氧难受,无法入睡,快睡着了,马上就会憋醒。房间的供氧设备不会使用,深夜2点,我呼唤服务员前来调试,设备损坏了不会供氧气,一夜无眠的度过。此时,心里已经开始害怕了,就产生了一个想法:快一点离开西藏,到格尔木就会好了。到那曲市,一定让服务员先要调试好供氧设备。

第十一天
第11天一早,我们赶到扎什伦布寺,哇塞,前边的广场上有那么多虔诚的信众,在匍匐参拜,表达自己虔诚的心!由于本人对藏传佛教没有详细了解的心意,所以也就在门前驻足留影,没有再进到寺里一一的去欣赏,对于不远处的小布达拉宫,也是远远的看了一下,大的已经看过了,小的也就算了。今晚还要赶到那曲市住宿,路途还有几百公里,可能还有很多美丽的景色,要停留欣赏,所以就不在日喀则停留,继续前进。不在日喀则停留的,还有一个重要原因,不是本人的高原反应比较严重,我老婆的反应比较轻,我白天没有什么问题,夜间无法入睡,尽管旅馆有供养设备,但是由于不会使用,无法供氧,造成了我对高反的心理恐惧,决定尽快走出西藏到格尔木,把海拔高度降下来,这样才能保证本次旅游本人的生命安全和健康。
我们出日喀则市之后,沿着318公路向拉萨方向前进,路上看到了一个卖西瓜的摊位,由于我老婆想吃,这次甭管什么价,买一个吧!这次询问之后是7元1斤,我们就买了一个,正好3斤21元,味道很一般,不是多么的好吃。到省道304时,我们左转向北进入山区,计划经羊八井、纳木错、到达那曲市。谁知这一路海拔都是那么的高,经我用海拔高度测量软件测量,海拔高度一直在4500以上,最高的雪格拉山,海拔高度达5411米,一路全是盘山公路,风景自然美丽,但是海拔高度太高,心里一直很不踏实!到了羊八井看了地热的威力,这是我从小的愿望,小时候曾在一本书上看到过羊八井的介绍,非常向往,今天终于来了!现在的地热已经不是书中图画上的自然喷涌状态,而是在设备控制下,由一些排气管道直接对外排放,威力相当猛烈,国家充分利用这么巨大的能量资源,厉害!
由于天色已晚,到纳木错要转弯几十公里,还有游玩时间,到那曲市的时间就不好确定了,干脆不去了!直奔那曲市,早点离开西藏,心里高原反应的阴影抹不去啊!
为了安全,到那曲市之后,在老婆的劝说下,到一个小诊所打了点滴,消除高原反应,以保证个人的安全。
第十二天
第12天一早,吃过早饭之后,按照原计划,今天要穿越可可西里无人区,晚上要入住格尔木市,里程880公里。我们要有足够的时间去赶路,所以早上八点半,我们离开了那曲市,沿着青藏公路G109,向格尔木方向前进,我们的运气比较好,整个在可可西里的行进过程中,没有遇到堵车现象,但是,可可西里的道路实在让人不敢恭维,不停的出现大波浪路段,车速超过80公里,一旦不小心走上大波浪,车子四轮就会腾空而起!速度低一点,坐在车里就像坐轿子一样,忽闪忽闪的,建议结婚没坐过轿子的媳妇们来体验做轿子的感觉!这些都是因为G109地处冻土地带,路基热胀冷缩,处理难度非常的大,道路修成这样已经相当不错了,咱还是知足点吧!
在可可西里一路前行,先后经过了长江源头沱沱河,通天河,这都是打卡地啊,我来过了三江源,很自豪的!都说可可西里的保护动物藏羚羊、藏野驴很多,一定要看一看,可是走了一路,看了半天,总共发现了五六只野驴,天在擦黑的时候,有一只藏羚羊在我们车前奔跑而过,其他的那么多藏羚羊,也不知道哪里去了,反正是没有看到。出了可可西里保护区,心想,哎呦,高海拔要通过了,谁知快到格尔木的时候,前方出现一个路牌,上写昆仑山,难道刚走出高海拔地区,这又要上高海拔吗?哦,原来是一路下坡下去了,到格尔木的时候已经是晚上11点多一点,等找到住宿点,已经是12点了。不管怎么说?今天忙活了一天,总算是出了无人区,到格尔木住下来了,好好休息,放松放松,在低海拔地区可以放心的玩了。


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