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　l运动生物力学的理论与方法当力学开始研究动物的运动尤其是人的运动时，生物力学和运动生物力学便相继成为力学和体育学的专门学科。由于研究活体的运动，虽然需较多地占用人体解剖学和生理学的资料，其中机能解剖学思想和神经控制论思想对运动生物力学的影响尤深，如此自然形成了运动生物力学发展的三个基本流派—力学流派、机能解剖学流派和生理学流派。力学流派的基本思想是外力引起物体运动状态改变的规律应用于活体并无例外。机能解剖学流派的基本思想是活体的形态结构与运动机能的统一性和相互制约性。生理学流派的基本思想是活体机能的系统性理论、能源供应理论和神经控制论。这三个流派相继出现后便相互渗透，平行发展，应当期望，它们将逐渐融为一个有机整体，以形成构筑运动生物力学的理论体系和方法体系。然而，这一融合过程迄今未现。牛顿用确定的坐标系从可用实验验证的第二定律和必须的公理出发，经过逻辑的即牛顿分析数学的方法演绎推理并形成了完整的经典力学理论。同样，拉格朗日引入虚位移概念，运动离散系统动力学的分析方法得到了拉格朗日动力学普遍方程。从这个意义上讲，运动生物力学还没有找到为建立和完善自身理论体系而服务的方法。有时，我们习惯把编制某个计算机程序，设计某种摄影或测力的手段，采用某些肌电测量的技术措施视作运动生物力学理论所凭籍的方法，其实这些都不过是一些技术手段，而手段和方法是完全不等的概念。在运动生物力学发展的现阶段，我们所采用的方法无外乎以无限小、连续性、决定型的分析为主的牛顿分析数学和对时域或空域大样本观察值进行分析的概率统计。然而，在人体运动学和动力学分析中大量存在的是离散性间题，即使也存在着一些连续性问题，但所根据的数据通常是离散的，或者实质上不可能连续化，此外，人体在一定时域或空域中的运动行为也并非统计行为，因此，这两种数学方法对于建立并发展运第1作者简介:李建设，男，1957年4月出生，副教授，浙江省运动生物力学学会主任委员。体育科学1997年11月第片卷动生物力学理论体系显然不足。如何摆脱用简单的力学原因解释高级现象本质的机械论思想，正确认识活体运动的物理学本质，需要寻求一种适合于研究活体运动力学规律的数学工具或分析方法，然而，运动生物力学在这方面的研究几乎没有进展，运动生物力学的理论仍唯一奠基于牛顿分析数学的方法。尽管牛顿力学适合于天上的夭体和地上的物体，但对于活体显然存在着不服从或不完全服从的过程，这已被理论和实践所证明。
　　运动生物力学界应该而且可以期望和力学、数学、控制论各界学者合作，在理论和实践上努力探寻运动生物力学理论所赖以全面奠定和发展的数学方法基础，从而使运动生物力学对人体运动力学行为的研究从仅仅对外部力学特征的研究转入与内部生物力学原因和控制论过程的研究相结合的全新局面，进而使人们有可能按人体运动的内在生物力学规律去指导和发展人的运动能力。
　　2生物力学与运动生物力学运动生物力学是生物力学的一个分支，也是体育科学的组成部分。力学是研究运动的科学。生物学是研究生命的科学。生物力学则是研究生物与力学有关问题的科学。力学和生物学都由各自的研究方法和借助方法所发现的规律来表征‘生物力学运用传统的力学方法和原理研究活体结构下的生物材料力学、流体力学和弹性力学，这里所研究的材料的力学特性已经不能仅满足于对离体器官和组织的解剖、观察、试验和测量。而必须深入一层，既考察各组织间相互作用和相互制约的力学机制又考察神经反射特性对于活体在体组织的状态变异从而导致力学机能改变的影响，这就是机能解剖学和运动生理学的思想，这就是研究活体系统力学问题的困难所在，也是力学定律应用于活体系统与非活体系统的原则差异。活体系统与非活体系统的本质区别从生物力学角度看在于:首先，一切活体系统都能够随意改变自身状态而不决定于外部条件，其原因是系统本身具有能量储备，这些储备能量可以不随外界影响而随时释放;其次，活体系统本身具有特殊的组织结构，可借助于内部势差所引起的过程改变外界的作用，这一特征在活体系统中表现为肌肉的刺激性和兴奋性;最后，活体系统可将自由能量转化为对外作机械功，使自体或他体产生位移，在运动中则表征为人的运动能力。因此，当运用力学研究人体运动时，唯有力学再加上生物力学作用基础，我们才谈得上进入运动生物力学。
　　值得注意的是，生物力学并非唯一奠基于经典力学。以研究肌肉为例，根据其长度和张力特点，可以区别出等长和变长，等张和变张状态以及由此而见之于功能的克制状态和退让状态。也可以根据其收缩成分力学性状变化的受激时间特征区分出激活状态和潜伏期态。可以根据肌张力同长度变化的关系，肌张力同长度变化速度的关系，研究生物力学全约束条件下肌肉收缩的力学机理。我们还可以研究肌肉群协作与对抗的关系，工作张力与支撑张力的关系。我们也可议基于数学物理方法构建由收缩成分和弹性成分构成的肌肉结构模型，确定肌纤维膜，肌束膜及肌原纤维和肌键在肌肉弹性成分中的作用，确定肌动和肌浆蛋白微丝在肌纤维节部的收缩作用及其作用机制，进而建立肌肉收缩的本构方程。生物力学和运动生物力学的发展应该而且可能回答这当中是否有不服从或不完全服从经典力学规律的过程存在。

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