2008年2月27日，美國NBA休斯敦火箭隊宣布，當(dāng)家球星姚明左腳應(yīng)力性骨折，將缺席本賽季剩余比賽。全中國姚明的粉絲震驚之余，不免要問：剛剛在4天前與黃蜂隊的比賽中，以28分14籃板的成績將與之對位的NBA讓人印象深刻的中鋒泰森-錢德勒打得滿地找牙的姚明，沒人踩、沒人絆、沒在賽場上發(fā)生激烈碰撞，怎么一覺醒來、骨頭就自己斷了呢？
姚明的受傷，對當(dāng)時上升勢頭正猛的休斯敦火箭隊無疑是場不大不小的“災(zāi)難”。而在2002年5月25日，一場災(zāi)難發(fā)生了：編號為B-18255的華航CI1611航班自臺灣桃園機場起飛前往香港。這架波音747-200型飛機起飛后20分鐘在馬公東北方23海里處失事。機上206名乘客和19名機組人員全部罹難，經(jīng)過長達(dá)一年的調(diào)查，飛機失事原因確定為金屬疲勞。
姚明的骨折、航空史上的巨大災(zāi)難，看似風(fēng)馬牛不相及的兩件事，背后的元兇卻類似：應(yīng)力。先看什么是應(yīng)力性骨折。教科書上的描寫一般是這樣的：應(yīng)力性骨折是一種過度使用造成的骨骼損傷，當(dāng)肌肉過度使用疲勞后，不能及時吸收反復(fù)碰撞所產(chǎn)生的震動，將應(yīng)力傳導(dǎo)至骨骼，可引起小的骨裂或骨折。應(yīng)力性骨折多發(fā)生于身體承重部位，如小腿脛腓骨和足部(跟骨、足舟骨、跖骨)。易患人群為足部承重較多的運動員，如籃球、足球、網(wǎng)球運動員，以及田徑、體操運動員和芭蕾舞演員。
再看什么是金屬疲勞-機械零件在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過一段時間后，在局部高應(yīng)力區(qū)形成微小裂紋，在力的持續(xù)作用下，裂紋會越來越大，材料中能夠傳遞應(yīng)力部分越來越少，直至剩余部分不能繼續(xù)傳遞負(fù)載時，金屬構(gòu)件就會全部毀壞，這就是金屬疲勞。疲勞破壞具有在時間上的突發(fā)性，在位置上的局部性及對環(huán)境和缺陷的敏感性等特點，故疲勞破壞常不易被及時發(fā)現(xiàn)且易于造成事故。
對金屬疲勞的解釋完全可以用于對姚明足部骨折過程的描述：一個萬眾矚目籃球明星，在日復(fù)一日的高強度對抗下，不停的起跳、落下，足部骨骼不停的承受者龐大身軀帶來的沖擊，終于某天，積勞成疾、倒下了。
然而，姚明的粉絲、尤其是那些業(yè)余籃球運動愛好者不免會產(chǎn)生新的疑問：我也每天奔跑跳躍來著，怎么俺的骨頭就沒折呢？其次，如果說姚明的骨頭脆，怎么以前也沒聽說他的骨頭出現(xiàn)應(yīng)力性骨折啊?
要回答這兩個問題，就要了解一下人體的一些運行規(guī)律。當(dāng)我們稱贊某某人時，經(jīng)常稱之為鋼鐵戰(zhàn)士、或稱之為鋼筋鐵骨，其實人體的骨骼的堅固性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼鐵的。但在臨床上有一個現(xiàn)象，下肢骨折的患者在醫(yī)生將骨折復(fù)位并植入鋼板后，是可以逐漸下地行走的。但如果因為種種原因，骨折沒有愈合，植入人體的鋼板會斷裂。而如果骨折及時愈合，鋼板會保持完好。其原因在于，面對日復(fù)一日的應(yīng)力，鋼板雖足夠堅強，其打持久戰(zhàn)的能力卻遠(yuǎn)遜于人體。為什么會這樣，因為我們的人體具有強大的生命力，具體到骨骼上，有兩個特質(zhì)：強大的自我修復(fù)能力和適應(yīng)能力。
先說其一，骨骼強大的自我修復(fù)能力。在日常生活中一些傷害可能會使骨骼發(fā)生細(xì)小的斷裂，這些斷裂如此細(xì)小、尚不能稱為骨折。所謂“防患于未然”，在斷裂很細(xì)微時，骨骼強大的自我修復(fù)能力被激活、重新修復(fù)斷裂的區(qū)域，很快，斷裂消失，骨骼重新變得結(jié)實。可以說，在人體的內(nèi)部，這一積極的“災(zāi)后重建工作”幾乎每天都在有條不紊的進(jìn)行著，只是我們不知道罷了。對那些業(yè)余籃球選手來說，也正是這種不斷的自我修復(fù)才可以使他們經(jīng)年累月的奔馳跳躍在堅硬的水泥球場上。
再說其二，強大的適應(yīng)能力。醫(yī)學(xué)上有一條出名的定律——骨在應(yīng)力下生長。也就是說，骨頭受的力量越大、它就會變得越堅固。當(dāng)我們面臨繁重的勞動或激烈的體育運動時，只要骨骼受的力在它的承受范圍內(nèi)，這些外界刺激反而有利于骨骼的成長。反面的例子，因為治療需要，醫(yī)生會使用石膏將骨折的肢體固定一到兩個月，當(dāng)石膏拆除后拍X光片檢查，會發(fā)現(xiàn)很多患者雖然骨折愈合了，但被固定的整塊骨頭會出現(xiàn)明顯的骨質(zhì)疏松現(xiàn)象，其原因就是在肢體被固定期間，這塊被固定的骨頭基本不受力，用進(jìn)廢退的自然法則作用下，逐漸發(fā)生骨骼脫鈣、骨量減少的現(xiàn)象。當(dāng)我們理解了以上規(guī)律，將骨骼看作一個充滿活力、生機勃勃、能夠不斷應(yīng)對外界挑戰(zhàn)的組織后，就不難理解一般人群很少出現(xiàn)應(yīng)力性骨折的原因了。
但是，作為運動員，姚明的骨骼遠(yuǎn)比普通人更為強壯，為什么反而會骨折呢。先看一下火箭隊隊醫(yī)的解釋吧：姚明發(fā)生骨折的主要原因是肌肉疲勞。骨骼和肌肉都是人體很重要的運動組織，它們使生物體的結(jié)構(gòu)更符合力學(xué)規(guī)律。骨骼的一個重要作用就是支撐，但它本身并不能承受太大的沖擊，否則它會受傷。這時就得肌肉上場了，在受力的過程中附在骨骼表面的肌肉起到了“沖擊減震器”的作用。一個普通人每走一英里（約1．6093㎞）路，腿部就會承受110噸力的作用，體重、運動強度都比常人大得多的“小巨人”姚明則達(dá)到了200噸之巨。姚明腳部肌肉發(fā)生疲勞后，過多的應(yīng)力被直接傳至骨骼，積累到一段程度后就造成了骨折。
這段話透露了兩個信息，一是在日常生活中，骨骼所承受的力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出你我的想象。二是肌肉可以有效的保護(hù)骨骼。先看幾個數(shù)據(jù)：當(dāng)人跳起、單腿落地的一瞬間，我們先落地那條腿要承受巨大的沖擊，如大腿骨近端承受的力量可高達(dá)體重的九倍。當(dāng)我們下樓梯時，小小的一塊髕骨（膝蓋骨）承受的重量可達(dá)體重的六倍。讀到這里，讀者不免產(chǎn)生疑問，俺就一百來斤，憑什么會承受六七百斤的力呢？
這里要稍微解釋一下物理學(xué)定律。大家可以想象一下蹺蹺板，一邊坐著父親、一邊做著六歲的女兒，兩個人的體重相差幾倍，按理說應(yīng)該是父親將蹺蹺板壓得低低的，小女兒在另一端高高在上懸在空中。但是，只要父親向前挪動身體，當(dāng)他逐漸靠近蹺蹺板的轉(zhuǎn)動軸心時，女兒在另一側(cè)就會逐漸將蹺蹺板壓下來，后來，父親和女兒找到了一個合適的位置，一起一落，玩得不亦樂乎。物理學(xué)是這樣解釋這種現(xiàn)象的，人離蹺蹺板軸心的距離稱為力臂，人體的重量乘以力臂成為力矩，雖然力量不一樣，但力量小的（如女兒）如果力臂長，雙方一樣可以獲得同樣的力矩。無論是塔吊（想象一下它的長臂和短臂）、桿秤還是人體內(nèi)部的關(guān)節(jié)，都遵守著這一原則，即力矩而不是力量驅(qū)動他們轉(zhuǎn)動。只要力臂夠長，你就可以產(chǎn)生足夠的力矩，確如阿基里德所言“給我一個支點，我可以撬動地球”。
在我們?nèi)梭w內(nèi)部，很多關(guān)節(jié)活動的過程就如同蹺蹺板一樣。大家可以把我們大腿前方的肌肉（醫(yī)學(xué)上稱為股四頭肌，主要作用是伸直膝蓋）看作女兒，將膝關(guān)節(jié)看作蹺蹺板，由于杠桿力臂的不同，股四頭肌產(chǎn)生的力量被“放大”了很多倍。而當(dāng)這些力量集中于特定的骨骼上，就會給它們施加巨大的應(yīng)力。
另一方面，大家都會有這樣的經(jīng)驗：原地輕輕躍起、落下，輕松自如。從桌子上跳下，多半會震得腳底板生疼。再高點，大家都會望而生畏了。從這個經(jīng)驗我們也會得出這樣一個道理，身體所承受的地面反作用力，與人體的速度有關(guān)。落下的距離越長、落下的速度也就越快，身體的“動量”越大，落地時地面反震的力量越大。同樣的道理，跑得越快，足部承受的力量也越大。巨大的力矩、巨大的動量，想象一下人體骨骼在運動中承受了這么多而毫發(fā)無損，不得不敬畏大自然進(jìn)化的威力和人體的神奇。而在其中發(fā)揮重要作用的，就是我們的肌肉。