2008年2月27日，美國NBA休斯敦火箭隊宣布，當家球星姚明左腳應力性骨折，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，對當時上升勢頭正猛的休斯敦火箭隊無疑是場不大不小的“災難”。而在2002年5月25日，一場災難發(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，經過長達一年的調查，飛機失事原因確定為金屬疲勞。
姚明的骨折、航空史上的巨大災難，看似風馬牛不相及的兩件事，背后的元兇卻類似：應力。先看什么是應力性骨折。教科書上的描寫一般是這樣的：應力性骨折是一種過度使用造成的骨骼損傷，當肌肉過度使用疲勞后，不能及時吸收反復碰撞所產生的震動，將應力傳導至骨骼，可引起小的骨裂或骨折。應力性骨折多發(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-機械零件在交變應力作用下，經過一段時間后，在局部高應力區(qū)形成微小裂紋，在力的持續(xù)作用下，裂紋會越來越大，材料中能夠傳遞應力部分越來越少，直至剩余部分不能繼續(xù)傳遞負載時，金屬構件就會全部毀壞，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。當我們稱贊某某人時，經常稱之為鋼鐵戰(zhàn)士、或稱之為鋼筋鐵骨，其實人體的骨骼的堅固性是遠遠低于鋼鐵的。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，面對日復一日的應力，鋼板雖足夠堅強，其打持久戰(zhàn)的能力卻遠遜于人體。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：強大的自我修復能力和適應能力。
先說其一，骨骼強大的自我修復能力。在日常生活中一些傷害可能會使骨骼發(fā)生細小的斷裂，這些斷裂如此細小、尚不能稱為骨折。所謂“防患于未然”，在斷裂很細微時，骨骼強大的自我修復能力被激活、重新修復斷裂的區(qū)域，很快，斷裂消失，骨骼重新變得結實?？梢哉f，在人體的內部，這一積極的“災后重建工作”幾乎每天都在有條不紊的進行著，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才可以使他們經年累月的奔馳跳躍在堅硬的水泥球場上。
再說其二，強大的適應能力。醫(yī)學上有一條出名的定律——骨在應力下生長。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，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)應力性骨折的原因了。
但是，作為運動員，姚明的骨骼遠比普通人更為強壯，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，它們使生物體的結構更符合力學規(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”姚明則達到了200噸之巨。姚明腳部肌肉發(fā)生疲勞后，過多的應力被直接傳至骨骼，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遠超出你我的想象。二是肌肉可以有效的保護骨骼。先看幾個數(shù)據(jù)：當人跳起、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體重的九倍。當我們下樓梯時，小小的一塊髕骨（膝蓋骨）承受的重量可達體重的六倍。讀到這里，讀者不免產生疑問，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，當他逐漸靠近蹺蹺板的轉動軸心時，女兒在另一側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）、桿秤還是人體內部的關節(jié)，都遵守著這一原則，即力矩而不是力量驅動他們轉動。只要力臂夠長，你就可以產生足夠的力矩，確如阿基里德所言“給我一個支點，我可以撬動地球”。
在我們人體內部，很多關節(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)學上稱為股四頭肌，主要作用是伸直膝蓋）看作女兒，將膝關節(jié)看作蹺蹺板，由于杠桿力臂的不同，股四頭肌產生的力量被“放大”了很多倍。而當這些力量集中于特定的骨骼上，就會給它們施加巨大的應力。
另一方面，大家都會有這樣的經驗：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。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。