一个人无限锻炼下去，身体素质能吊打超人吗？

本文来自微信公众号：瞻云（ID：zhanyun2028），作者：瞻云，原文标题：《拥有无限寿命的人类，一直锻炼下去，身体素质能提升到超人的程度吗？》，题图来自：视觉中国

一个人无限锻炼下去，肌肉力量可以提升到什么程度？

可以拥有超人的力量吗？

当然不能。

就像你拿纸永远造不出航空母舰一样。

人的材料属性，就限定死了。

你无论怎么锻炼，组成你的组织、皮肤、肌肉、器官，以及骨骼本身的材料不会变化。

就拿头颅来说，也就不过和椰子的强度差不多：

椰子壳的力学性质如下^[1]：

图/参考资料[1]

根据经纬方向不同，椰子的强度极限大约是22.6~59.5MPa之间（大约相当于一些木材）。

人类骨头不同湿度的压缩极限强度^[2]：

图/参考资料[2]

由此可知，根据不同骨头，以及干湿度，人类骨头的强度在40~76MPa之间，只是比椰子壳强那么一点点，强度范围有重叠。

这样的极限强度，无论你怎么锻炼，一个狼锤下去，人就直接没了。

虽然人类的骨头由弹性模量极高的羟磷灰石所组成，但它通常只占骨头的三分之二，其他部分则是由胶原纤维所组成，而胶原纤维的弹性模量就低很多了。

成年人骨头的硬度通常比木头稍强，大约和砖、砂岩的硬度相当，为铅的1/4，钢的1/10^[3]。

人体最强的股骨、胫骨，强度极限在120MPa左右。

图/参考资料[3]

即便我们完全不考虑骨骼软组织和肌腱的强度，仅仅从胫骨的强度来看，可以计算出能够弹跳的极限高度。

人体胫骨的最小横截面积通常为3.2cm²。

假设你体重偏轻60kg，拥有极好的翻滚技巧，落地缓冲的极限距离为0.8m。

根据公式：

得：

也就是说，无论你怎么科学锻炼，从4米高度跳下，落在结实不提供额外缓冲的地面上，同样会骨折。

图/参考资料[3]

或许，你可以通过未来科技，直接把骨头替换掉。

例如使用超高强度的碳纤维作为骨骼，其强度最高可接近10GPa，虽然达不到超人的地步，但骨骼已经可以支持你从40km的高空自由跳下了。

人体下坠时，在空气中的极限速度也就几十米每秒（具体极限速度和下坠方式有关），超高强度的碳纤维，能支撑的速度冲击，大约是人下坠极限速度的2倍。

但是，如果只是提升骨头强度，落地的刹那，整个人的其他组织会直接散架。

人的皮肤强度典型值是2.5~16MPa，甚至比起木材都远远不如。

皮肤怎么都得用未来科技打造成纳米材料是不是，有个几GPa以上的强度就差不多了。

人类的肌腱强度还是不错的，达到600-1300MPa的强度，但肌腱太细了，受到的冲击远远高于骨骼。

一定有人想到了用蜘蛛丝代替肌腱，不过蛛丝的特性就有些折腾人了。

蛛丝的强度大约1~10GPa，也就比人类肌腱强了10来倍，看起来不太行。

不过蛛丝有一个特性，就是应变越高，强度越大。

图/参考资料[4]

红框中的数据，便是蛛丝在应变率变化时的强度极限，当蛛丝每秒拉伸2.4%的时候，强度就可以轻轻松松地高达1000GPa以上。

只要不静止，一直保持运动状态，蛛丝做成肌腱的话，强度是相当MAX。

我相信，你把肌肉和肌腱都换成蛛丝的话，一定能体验到什么才是真正的久到离谱，根本停不下来。

肌肉当然是需要一并改造的。

毕竟人的肌肉纤维每根大约0.3μN拉力，提升力量，靠的就是增加肌肉的维度。但是增加肌肉维度，体重也会增加，整体的抗自由落体能力反而会降低。

如果你想要在静态不会拉断肌腱的话，我建议你直接上碳纳米管。

50~200GPa，强度绰绰有余。

但改造了肌肉、肌腱、骨骼之后，你就可以自由飞翔东方明珠塔了吗？

也不行，毕竟内脏、大脑还是普通材料。

哪里经得起折腾。

那么，换了大脑之后，你还是你吗？

所以，我的建议是：既然拥有无限的寿命，等到未来科技达到一定的地步，直接机械飞升不香吗？

参考文献：

[1] 高盟， 石传志， 张继严. 椰子壳的力学性能试验研究[J]. 山东科技大学学报(自然科学版)， 2018， 037(005):40-44.

[2] 徐晋彬， 张宏民. 人颅骨力学性质的实验研究[J]. 医用生物力学， 1996， 011(001):5-9.

[3] S.C.Cowin， 王德琪， 董务民. 骨的力学性能[J]. 力学进展， 1985(01):92-109.

[4] 卢天健， 徐峰. 皮肤的力学性能概述[J]. 力学进展， 2008， 38(4):393-393.

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