#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。
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。
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海丰电台「FM1016新歌潮流榜」打榜候选歌曲推荐:
打榜公司:哇唧唧哇
2021年,气运联盟将他们的大卡车、小汽车开到了“焦绿”城市。
不同于高速公路上肆意前行的畅快自由,城市中充满了令人不适的负面情绪。办公室里的人们埋头工作赶着Deadline、街上拥堵的汽车排放着热气、积攒了一天无处释放的坏脾气、回到家中躺在床上,看着手机上99+条未读待处理的消息无法入睡……这里的人们急需一个情绪出口。
于是,气运联盟决定在高楼耸立的城市中举办一场音乐Party,用节奏和律动帮助这里的人们释放压力,缓解焦虑,寻回自己!
2021气运联盟周年专辑《FUN!焦绿指南》正式上线!
-FUN!
-感受纯粹的快乐,用趣味方式展现年轻态度!
专辑名《FUN!焦绿指南》是众多读音为“fàn”的单词/文字构成的谐音梗,它是专辑主打歌曲“贩”卖焦绿指南,它是帮助大家摆脱负面情绪的“反”焦绿指南,它是对生活种种不可抗力表示释怀的“Fine~”焦绿指南……但最终,这是一张会给你带来快乐的“FUN!”焦绿指南。这张融入了梗文化和现下流行的MEME文化的专辑到来,准备好迎接表情包的轰炸了吗!
-焦绿!
-我不需要被动主义,贩卖好多焦绿!
主打曲《贩卖焦绿指南》是一首希望能够让陷入焦虑的人们勇敢面对焦虑、摆脱焦虑的歌曲,它关注城市新青年的焦虑现状,拥有裹挟着新朋克精神的情绪内核。这一年他们的视角也从第一张EP《超!满速》中的对自我的审视,拓展到了《FUN!焦绿指南》中对他人、对社会的观察。这也代表着5名性格各异的成员聚在一起一年的时间里,都在为了气运联盟而相互磨合,更加关注和了解彼此,慢慢学会以“气运联盟”的角色做乐团整体的表达。
-指南!
-一本焦虑青年的自救指南,情绪自由!做梦自由!表达自由!
作为气运联盟成立一周年交出的成绩单,乐团成员们全程参与了新专辑的6首歌曲的创作,在曲风上,以流行摇滚为主,融入了朋克、电子、抒情等元素。这也是气运联盟在城市中的情绪手册,其中最突出的就是 “Keep it real做自己”的态度:有太多的规则在约束着我们成为一个理想化的角色,但我们有音乐、有伙伴,有肆意挥洒的青春,我们自由生长,我们不被定义!在歌曲中包含很多其他的情绪内核:快乐、勇敢、脆弱、迷茫、温柔、回忆、期盼……多方面地展现气运联盟在音乐和观念上的表达和积累。
Track.1 贩卖焦绿指南
主打曲《贩卖焦绿指南》是一首流行摇滚曲风的歌曲。吉他、贝斯和鼓的配置为歌曲加入了极强的力量感,洗脑的吉他Riff构建了整体年轻快乐的氛围。歌曲采用了双副歌的结构,情绪层层递进,第二段副歌简单上口,搭配快速的律动,让人不自主跟着音乐互动起来,达到情绪上的释放。
Track.2 谁定义
《谁定义》是一首不同于气运联盟之前风格的,融入了电子元素的硬核摇滚。在经典又强烈的乐队化编曲中,大量的电音带来了新奇的次元感。歌曲由气运联盟五人共同创作完成,内容传达直接干脆,展现了气运联盟成员们 “不被束缚,追求真实和自由”的追求。
Track.3 Selfish
作为一首抒情摇滚风歌曲,《Selfish》在编曲上轻盈但不失张力。歌词主要展现人类矛盾的一面:拥有很多的反向情绪,面对亲近关系的关心总是用不耐烦回应;遇到强势的攻击却总是收起爪牙选择顺从。这首歌曲音域跨度大,但也更能体现出歌曲内容对矛盾内心的追问。
Track.4 Tell me
《Tell me》在专辑中偏向流行曲风,情绪起伏感强。在编曲的呈现上采用了大量割裂性的音色,用于表现自我否定的挣扎。在前进的旅途中,需要一往无前的勇气,也需要得到他人的支持和认可,得到治愈伤口的力量。
Track.5 你那边的夜应该也深了
专辑中唯一一首讲述爱情的歌曲——《你那边的夜应该也深了》展现了气运联盟温柔的一面。在编曲中加入了时下流行的“西海岸”元素,独特的律动、舒缓的鼓以及钢琴的大量使用营造出夜晚的静谧氛围,以及温柔浪漫的情感传达。
Track.6 拼图
《拼图》是气运联盟成立一周年的周年回馈曲,也是他们想对歌迷说的话。歌曲就像歌词中写到的那样,经历了由夜晚到清晨的时间变化。在编曲中,以钢琴和弦乐为底,加入了竖琴,营造了夜空中星星在点点闪烁的场景。而进入结尾时,吉他的出现又像穿破夜空的阳光,将整体的情绪推到高潮。
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2021年,气运联盟将他们的大卡车、小汽车开到了“焦绿”城市。
不同于高速公路上肆意前行的畅快自由,城市中充满了令人不适的负面情绪。办公室里的人们埋头工作赶着Deadline、街上拥堵的汽车排放着热气、积攒了一天无处释放的坏脾气、回到家中躺在床上,看着手机上99+条未读待处理的消息无法入睡……这里的人们急需一个情绪出口。
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-焦绿!
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Track.1 贩卖焦绿指南
主打曲《贩卖焦绿指南》是一首流行摇滚曲风的歌曲。吉他、贝斯和鼓的配置为歌曲加入了极强的力量感,洗脑的吉他Riff构建了整体年轻快乐的氛围。歌曲采用了双副歌的结构,情绪层层递进,第二段副歌简单上口,搭配快速的律动,让人不自主跟着音乐互动起来,达到情绪上的释放。
Track.2 谁定义
《谁定义》是一首不同于气运联盟之前风格的,融入了电子元素的硬核摇滚。在经典又强烈的乐队化编曲中,大量的电音带来了新奇的次元感。歌曲由气运联盟五人共同创作完成,内容传达直接干脆,展现了气运联盟成员们 “不被束缚,追求真实和自由”的追求。
Track.3 Selfish
作为一首抒情摇滚风歌曲,《Selfish》在编曲上轻盈但不失张力。歌词主要展现人类矛盾的一面:拥有很多的反向情绪,面对亲近关系的关心总是用不耐烦回应;遇到强势的攻击却总是收起爪牙选择顺从。这首歌曲音域跨度大,但也更能体现出歌曲内容对矛盾内心的追问。
Track.4 Tell me
《Tell me》在专辑中偏向流行曲风,情绪起伏感强。在编曲的呈现上采用了大量割裂性的音色,用于表现自我否定的挣扎。在前进的旅途中,需要一往无前的勇气,也需要得到他人的支持和认可,得到治愈伤口的力量。
Track.5 你那边的夜应该也深了
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Track.6 拼图
《拼图》是气运联盟成立一周年的周年回馈曲,也是他们想对歌迷说的话。歌曲就像歌词中写到的那样,经历了由夜晚到清晨的时间变化。在编曲中,以钢琴和弦乐为底,加入了竖琴,营造了夜空中星星在点点闪烁的场景。而进入结尾时,吉他的出现又像穿破夜空的阳光,将整体的情绪推到高潮。
#聚焦开封身边事# 【九旬抗美援朝老战士回忆烽火岁月:在朝鲜战场上随时都有危险和战斗】近期热映的《长津湖》引发强烈社会反响,市民杜先生向本报记者推荐了一位老人,他说这位老人曾参加过抗美援朝战争,现在每天出门还喜欢穿一身旧军装,身上挂着奖章。这位老人叫胡德清,住在翠园生活区。10月11日,记者来到老人家中进行采访。#大爱开封#
胡德清老人今年91岁,精神矍铄,记者采访时他刚骑电动车从外面回来,“我身体好,每天都骑电动车到老年活动中心玩儿,有时候在那里玩儿一天,有时候半天。”胡德清老人声音洪亮,说话铿锵有力。记者见到他时,他仍旧穿着一身绿色的军装,胸前挂着几枚奖章,其中一枚是抗美援朝纪念章。
胡德清老人是湖北来凤县人,1950年入伍参军,参军第一年就随部队赴朝鲜参加抗美援朝战争。“真实的战场比电影演的残酷得多,在朝鲜战场上随时都有危险和战斗。”胡德清说。有一天,他所在的连队正进行反击战的战斗准备,突然遭到美军的炮火轰击,一颗炸弹向他们右侧呼啸而来。“当时有着丰富战斗经验的连长反应极快,在他的准确判断下,指挥大家全部卧倒在相对安全的坑道里。爆炸过后,大家热泪拥抱,拍拍肩,摸摸腿,都完整无损,躲过了这一劫难。”战场上发生的事情,胡德清至今仍历历在目。
但不是每一次都是这么幸运,胡德清老人胸口、头上、腿上都炸弹炸伤过,“这个离胸口就差一点,再偏这里一点我就没命了。”胡德清老人指着他的胸前的伤口说。天上飞机轰炸,地上碉堡扫射,在一次战斗中他不幸负伤。“当时炸伤了腿,血流到了脚脖,当时才十几岁,也不知道怕。”胡德清说,战士们都不怕死,就怕受伤打不了仗,杀不了敌。
在朝鲜战场上环境非常艰苦,志愿军官兵缺吃少穿,但这都不是最困难的。为了躲避敌军空袭,志愿军官兵基本上昼伏夜出,有时候为了完成一项任务需要几天时间。胡德清老人说,当时他所在的部队准备打一场反击战,把美军赶回三八线以南去。他和战友奉命执行侦察敌人用炮火设置封锁线任务。当时他们在团司令部的组织下,提前五天到达指定的位置。“我们的主要任务就是记录美军炮击的时间、炮弹数量,并在地图上标注清楚。”胡德清老人说,第五天部队按时到达集结地点奉命前进,通过这片美军炮火封锁的阵地。由于准确侦察到敌军炮火轰击的情况,首长指挥部队火速通过封锁线,战友们如猛虎下山,不慌不忙地通过敌军炮火封锁线。各连队安全顺利地进入了指定的阵地。他和战友两人也圆满完成了这一艰巨而光荣的任务,回到所在连队。
胡德清感慨说,真实的战争比电影《长津湖》演的残酷得多。采访结束时,老人唱起了《中国人民志愿军战歌》,“雄赳赳,气昂昂,跨过鸭绿江。保和平,卫祖国,就是保家乡……”虽然战争已经过去几十年,但他依然热泪盈眶。铿锵激昂的旋律,仿佛又带他回到了那浴血奋战的峥嵘岁月。(全媒体记者王兰兰)
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但不是每一次都是这么幸运,胡德清老人胸口、头上、腿上都炸弹炸伤过,“这个离胸口就差一点,再偏这里一点我就没命了。”胡德清老人指着他的胸前的伤口说。天上飞机轰炸,地上碉堡扫射,在一次战斗中他不幸负伤。“当时炸伤了腿,血流到了脚脖,当时才十几岁,也不知道怕。”胡德清说,战士们都不怕死,就怕受伤打不了仗,杀不了敌。
在朝鲜战场上环境非常艰苦,志愿军官兵缺吃少穿,但这都不是最困难的。为了躲避敌军空袭,志愿军官兵基本上昼伏夜出,有时候为了完成一项任务需要几天时间。胡德清老人说,当时他所在的部队准备打一场反击战,把美军赶回三八线以南去。他和战友奉命执行侦察敌人用炮火设置封锁线任务。当时他们在团司令部的组织下,提前五天到达指定的位置。“我们的主要任务就是记录美军炮击的时间、炮弹数量,并在地图上标注清楚。”胡德清老人说,第五天部队按时到达集结地点奉命前进,通过这片美军炮火封锁的阵地。由于准确侦察到敌军炮火轰击的情况,首长指挥部队火速通过封锁线,战友们如猛虎下山,不慌不忙地通过敌军炮火封锁线。各连队安全顺利地进入了指定的阵地。他和战友两人也圆满完成了这一艰巨而光荣的任务,回到所在连队。
胡德清感慨说,真实的战争比电影《长津湖》演的残酷得多。采访结束时,老人唱起了《中国人民志愿军战歌》,“雄赳赳,气昂昂,跨过鸭绿江。保和平,卫祖国,就是保家乡……”虽然战争已经过去几十年,但他依然热泪盈眶。铿锵激昂的旋律,仿佛又带他回到了那浴血奋战的峥嵘岁月。(全媒体记者王兰兰)
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