科学家发现人体内最快的加速度 跟手指弹响有关？

　　在漫威的《复仇者联盟3：无限战争》中，超级反派灭霸用一个简单的手势——弹指一响——摧毁了宇宙中一半的生命。但是，根据一项新的研究，大规模谋杀的漫画人物不仅不会造成破坏，他甚至无法打响指。

　　佐治亚理工学院的研究人员使用高速摄像机和最先进的力传感器测量了手指弹响的速度和加速度，并研究了使之成为可能的鲜为人知的物理学。他们发现，手指弹响是有史以来测得的人体最快的加速度——而且所涉及的物理学使灭霸不可能做出世界末日的手势，至少在他戴着金属“无限手套”的时候是这样。

　　他们的结果于 11 月 17 日发表在《皇家学会界面杂志》上，表明手指弹响的最大旋转速度为每秒 7,800 度，最大旋转加速度为每秒平方 160 万度——这是加速度的三倍由职业棒球运动员的手臂生产。

　　“当我第一次看到这些数据时，我从椅子上跳了起来。”该研究的资深作者、佐治亚理工学院化学和生物分子工程助理教授萨德·巴姆拉在一份声明中说。“手指弹响仅在 7 毫秒内发生——比眨眼（需要 150 多毫秒）快 20 多倍。”

　　Bhamla 说这项研究的灵感来自他在观看 2018 年漫威影业电影《复仇者联盟3：无限战争》后与他的学生发生的争吵，其中灭霸，一位来自土星卫星泰坦的 8 英尺（2.4 米）紫色军阀，寻求出六颗强大的“无限之石”，使他能够按照自己的意愿弯曲和重塑宇宙结构。通过将石头放入金属“无限手套”中，灭霸计划仅用弹指一响就消灭宇宙中一半的生物。

　　但对于一些科学家来说，戴着金属手套执行弹指动作太过分了。

　　“我们进入了这场激烈的辩论，试图了解他是否真的能折断。”巴姆拉说。“这就是整件事的开始，因为我们想弄清楚打响指所需的关键成分。”

　　为了研究手势背后的物理原理，该团队用高速相机分析了许多手指弹响，同时用各种材料覆盖了弹响的手。通过将他们的实验观察结果与各种数学模型进行拟合，他们找到了对咬合如何产生及其最基本组成部分的最佳物理解释：摩擦。

　　根据这项研究，手指弹响的工作原理是利用手臂肌肉作为马达，以弹性势能加载手指和手臂中的弹簧状肌腱，然后迅速释放，从而产生令人难以置信的弹响加速度。拇指和中指之间的摩擦通过将中指楔入拇指并防止其移动而起到闩锁的重要作用。一旦积累了足够的能量，摩擦就会被克服，拇指和中指相互滑过，释放出弹力。

　　“快速做功所需的摩擦量存在于“金发区”内——摩擦太小，肌腱中储存的能量不足，而过多的摩擦和更多储存的能量以热量而不是运动的形式消散。”研究人员说。

　　当然，研究人员没有工作的无限手套，所以他们做了下一个最接近的事情：用金属顶针盖住受试者的指尖。他们发现 Thanos 的护手对有效的手指弹响和橡胶手套一样具有破坏性——手套因为摩擦力太大，将过多的弹响作为热量散发；和僵硬的手套，因为它提供的太少，从一开始就不允许捕捉足够多。Thanos 弹响手指周围的金属装甲也不会像皮肤那样可压缩，从而使按扣的接触面积小得多。

　　“我们的结果表明，灭霸不可能因为他的金属装甲手指而折断。”第一作者、佐治亚理工学院的本科生 Raghav Acharya 在声明中说。“所以，这可能是好莱坞的特效，而不是实际的物理效果在起作用！”

　　研究人员表示，新的手指咬合模型可能有助于理解其他生物力学行为，例如蚂蚁和白蚁如何储存能量来咬合下颌骨。它还可以为高科技假手的设计提供信息，并激励其他研究人员调查人类手指弹响背后的人类学原因。

　　“基于公元前 300 年的古希腊艺术，人类很可能在此之前已经打响指数十万年，但我们现在才开始对其进行科学研究。”巴姆拉说。“这是我实验室中唯一一个我们可以打个响指并获取数据的科学项目。”