照過來！！！日常生活中三大超虐脊椎的地雷姿勢報你知！

動物的移動方式及進化

動物會使用肌肉骨骼系統來進行各種運動，有時是只動身體的一部分，有時則是移動整個身體，讓自己移往其他地方的情況。理所當然的是，動物將自己整個身體移動到其他地方，會比只有動一部分身體需要更多的能量。所以移動時會特別需要注重效率。

動物們在進化過程中獲得各種生活形態，以及適合該生活形態的移動方法。只要看看動物們的走路方式，就能理解這個進化過程。

像山椒魚等兩棲類動物，以及蜥蜴、壁虎等爬蟲類，都是從軀幹伸出四肢來撐起身體，並扭動身軀，一一藉著四肢的支點往前方移動（圖一）。扭動軀體的運動跟魚在游泳時的軀幹動作很類似。兩棲類和爬蟲類是脊椎動物進化過程中最初上陸的動物們，本來就擁有類似魚那樣扭動身軀的身體構造，要善用這種構造在陸地上運動，就演化出了這樣的走路方式吧。

後來兩棲類中有一部分軀幹變短、後肢也變得發達，那就是蛙類（圖二）。長長的後肢可以產生強大的跳躍力。說到彈跳，身體要是扭來扭去的穩定性就不好，要是身體變短，就不會扭來扭去的了。因為獲得了短身軀跟長後肢，使得蛙類可以進行大幅度跳躍。

一部分的爬蟲類（恐龍類）和哺乳類的四肢又更加發達，可以進行多樣化的運動。他們的四肢不只是變長，還跟兩棲類或蜥蜴等爬蟲類不一樣，四肢不是生長在身體兩側，而是下方。往下生長的四肢可以高高舉起軀幹，只要前後擺動四肢就能移動了。

比起移動整個身體，只有四肢動作的效率會比較好。另外，體幹如果可以不激烈動作，身體就可以比較安定，而且更容易控制。結果就能實現高速運動。另外，像鹿或是馬等擅長跑步的動物，牠們的四肢，特別是末端部分會很長（圖三）。腳變長的話，跨一步的距離也就會變長，可以跑得比較快。

本來哺乳類也不是軀幹就保持不動，而是軀幹跟四肢經常一起協調地動作，但是方向跟魚或蜥蜴的橫向運動不同，是身體往腹背方向彎曲再伸直，像是為人熟知的貓科動物跑步時的動作。例如，獵豹跑步時，身體會大大彎曲再伸直，用全身力氣來有力地跳躍並讓步伐加大，創造出陸地上最快生物才有的跑步速度。（圖四）

所有哺乳類雖有程度差別，但似乎都有像這樣身體往腹部方向屈伸的動作。前面所述的馬跟鹿等動物，雖然看起來軀幹動作沒這麼大，但脊骨還是會反覆進行彎曲再伸直的動作。只是活動程度比貓科動物少得多了。

稍微離題一下，從陸地再度回到水中的哺乳類也不例外，海豹或海狗、鯨魚等動物，游泳時的脊椎也是往腹背方向屈伸的。魚類一般是身體往兩側扭動來游泳，所以我們可以說水棲哺乳類的身體往腹背方向屈伸，是因為從腳配置在軀幹下方的哺乳類演化而來，可以說水棲哺乳類才有這樣的特性吧！

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭？》，2023 年 8 月，晨星出版，未經同意請勿轉載。

• 作者／ 白映俞 醫師
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「今天你怎麼看起來無精打采的模樣？」開會的時候，王副問了小奧一句。

「報告王副，我很有精神喔。」小奧連忙換上了笑容，打直身軀，坐得直挺挺的。

你平常的姿勢好嗎？姿勢是我們身體語言的一部分，萬一姿勢不良，很可能就會被視為一個懶骨頭，或是沒有精神活力，很難給人好印象。然而，保持好姿勢，不僅是為了做做樣子，還影響著長期的身體健康。如果你長期姿勢不良，脊椎更容易磨損，神經更容易受到壓迫，引發肩頸與背部的疼痛。各種疼痛會讓你的姿勢更不好，部分肌肉更為緊繃，影響到肌力平衡，進而增加跌倒的風險。

而且，姿勢不良除了影響到肌肉骨骼的狀況，其實也會影響到胸腔和腹腔。當胸腔的空間變化或侷限，呼吸就會受到影響；而腹腔的狀況也影響體內器官的運作，尤其影響到腸胃活動和消化，都會帶來更多的麻煩。

怎樣算是好姿勢？

「姿勢」就是你如何擺放你的身體，如何 hold 住你的身體，包含了走路、跑步等「動態姿勢」，也包含坐著、站著、睡覺的「靜態姿勢」。沒錯，即使你現在正進行著網路追劇馬拉松，我們也需要放點心思，注意姿勢。

基本上，好的姿勢就是讓身體重量平均分布於地面或椅子上，而脊椎維持正確自然的弧度，沒有過度前傾或後彎，也沒有往一側傾斜，讓骨架、肌肉、筋膜不緊繃，也不過度伸展。

我們先來看最基本的站姿和坐姿：

• 站姿：

練習站姿站直的時候，可以先靠著牆站好，像要量身高那樣。背部打直並維持自然的弧度，下巴微收，肩膀往後，雙手自然垂放，收進肚子，膝蓋打直，注意重量平均分布於兩腳，且不要翹出臀部。

• 坐姿：

椅子不要太低。良好坐姿通常代表椅子坐到底，維持脊柱自然的彎曲弧度，在背部中段可以用一捲毛巾或買個椅子靠背墊來輔助。雙腳放在地上，膝蓋九十度，最重要就是不要翹腳，要讓臀部平均分配重量。不要坐太久，每個小時要記得變換姿勢、站起來走一走。

保持好姿勢，還要這幾招

開車的時候不要坐太低，讓膝蓋和髖部約在同一個高度。方向盤高度約在胸口，不要在臉的高度。椅背不要往後倒太多，盡量讓身體一樣是坐直的，屁股坐到底。當然，盡量不要長時間開車。

不要太常低頭看手機，日復一日，月復一月反覆看著訊息與閱讀網頁，加諸在頸椎的壓力可是不小，已經是現代人頸椎快速退化的主因了。要有意識地注意自己使用手機時的姿勢，盡量抬頭、挺胸、縮下巴使用。不要低頭使用手機，要把手機拿高，讓手機上方高度約與鼻子同高。坐著的時候要靠著椅背，調整好螢幕高度，減少駝背或低頭的機會。

延伸閱讀：
脖子緊，頭好暈，站不穩 — 可能是「頸因性眩暈」

少穿高跟鞋！穿高跟鞋的時候，會讓背部弧度太過彎曲，容易引發背痛。而且對膝蓋來說，負擔也會比較大。平常還是多穿著舒適，腳底有軟墊的低跟鞋子吧！

不要選擇太軟的床墊，硬一點的反而能讓脊椎維持正常的彎曲弧度。仰睡的話，枕頭不要選太大，低低的就可以。如果要側睡的話，膝蓋稍微彎曲，並在頭部墊個枕頭，才能保持脊椎的自然弧度。

平常多運動，各種運動對姿勢都有幫助，像是多做背部肌群的訓練，姿勢通常會好一些。而多做瑜珈、皮拉提斯、或芭蕾雕塑類型的練習，也是特別讓你會注意自己的動作與姿勢，並有很大一部分會鍛鍊到背肌和核心，讓你在平時都有好姿勢。

每天至少花十分鐘做伸展拉筋，改善肌筋膜和肌肉張力平衡。如果比較沒有時間，可以做帶有有氧運動效果的動態伸展。

如果需要久坐或久站的時候，可以稍微緩慢地動一下脖子，轉向左邊，再轉向右側，反覆做個幾次來舒緩緊繃的頸部肌肉。

持之以恆保持著「維持好姿勢」的概念，多多檢查自己的姿勢，是為了健康很棒的投資。

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• 作者：吳芳瑜、周盈妤／永春高中

「數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後，一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習，運用數學知識，培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力，盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。
本文為 2021 數感盃青少年寫作競賽／高中組專題報導類佳作之作品，為盡量完整呈現學生之作品樣貌，本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

我從高一就加入熱舞社，認識一位二十多歲的舞蹈老師。某次練習時，他說他因為一次空翻失誤，造成了椎間盤突出；後來，聽到一位籃球教練，因長期的運動，也有著椎間盤突出的問題；而身邊也有幾位長輩年輕時經常搬重物，導致了椎間盤突出。 

我開始好奇，到底甚麼是椎間盤突出？查了資料才發現，許多從事搬重物的工作者、年輕的運動員，都飽受「腰痛」以及四肢發麻的困擾；而經過檢查發現，這些腰痛及四肢發麻等問題，都是「椎間盤突出」造成的。 

有些健康網站或新聞建議了蹲下再搬重物的姿勢，避免造成椎間盤突出問題。而我們試著用簡單的模型，探討這些生活中「不同姿勢對椎間盤所造成的壓力」的問題。 

壹、脊椎結構 

首先，我們先來大致的了解一下脊椎的結構，每個人身上都有 33 塊脊椎骨，分別有 7 塊頸椎、12 塊胸椎、5 塊腰椎、5 塊薦椎、4 塊尾椎。每一節脊椎都會由椎間盤、小關節及韌帶連接。 

（一）椎間盤 

連接上下兩塊脊椎骨，具有保護、緩衝的功 能，從內到外的結構分別為：髓核、纖維環 、軟骨板（終板），其中髓核是椎間盤最重 要的部分，內部為膠狀物質，可隨外部壓力 改變形狀，負責緩衝的功能。

（二）小關節 

主要負責穩定兩相鄰脊椎，其表面有相對的軟骨 （作為骨頭的緩衝），周圍有關節滑囊（潤滑）。

貳、甚麼是椎間盤突出?  

俗稱為「椎間盤滑脫」是指位於椎間盤中間、成果凍狀的「髓核」受到擠壓，壓迫到神經、韌帶、脊髓硬膜，或是從外層纖維環的裂縫流出來。大致上可以分成二種情況：

參、椎間盤突出受力分析  

由於我們無法拿實際的骨頭做測量，因此我們詢問生物老師，老師幫我們去保健室取得腰椎模型，得到腰椎長約 3 公分，寬 2 公分，椎間盤間距約為 1 公分。

我們先以長方形的假設對脊椎截面進行討論：脊椎未彎曲時，完整承受正向力的截面積約為 6cm² = 0.0006m²

接下來我們考慮一位身高 170 公分，體重 60 公斤的人，要抬起重量 10kg = 100N 的物體；又假設上半身重量佔全身重量的 75%，則此人上半身重量為 60×75% = 45kg = 4500N

因為多數的椎間盤突出發生在尾椎的位置，所以我們用尾椎第三節及第四節進行討論。如下圖所表示，當我們在彎腰的時候，上方的脊椎對下方脊椎的夾角為 θ，則下方脊椎的垂直受力面積為 2× cos θ × 3(cm²)，我們先計算下方接觸面所承受的壓力。

我們會使用正向應力的公式：  \( \sigma =\frac{P}{A}(Pa\, or\, N/m^{2}) \)

（一）不彎腰 

假設搬重物時，直接下蹲，且脊椎沒有任何彎曲，則此時的彎曲角度為 0°，椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0006=7666666Pa 

（二）單膝彎腰 

假設搬重物時，單膝彎腳下蹲，且稍微彎腰，考慮此時脊椎彎曲角度約為10°，那麼椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0005908=7786052Pa 

（三）站立彎腰 

假設搬重物時直接彎腰，考慮此時脊椎彎曲角度達到最大限度，約為 30°。那麼椎間盤單位面積所承受的力為 (100+4500)÷0.0005196=8852963Pa 

脊椎不同彎曲角度之受力分析 

接下來我們進一步考慮椎間盤內部，如下方示意圖。其中 AB 線段從 A 處開始依序通過了纖維環、髓核，再到達前方 B 處的纖維環；C、D 是線段通過髓核的兩側端點；O 是脊髓中點。經剖面圖測量估計， \( \overline{AC}:\overline{CD}:\overline{DB} \) ≒ 1:4:1

假設上方正向力的大小是 F，在脊椎未彎曲的情形下，也就是 0° 時，受力是平均的，所以每一個部分的平均正向應力皆相同。若有彎曲的狀況，考慮從 A 點到 B 點的範圍，從 0 均勻增加到 2F 的受力分布；在這個狀況下，雖然平均受力仍然是 F，但在  \( \overline{AC} \) 、  \( \overline{CO} \) 、  \( \overline{OD} \) 、  \( \overline{DB} \) 四個對應範圍的正向應力也會有所不同，受力範圍也個別不同。

可推算出各範圍正向力： \( \overline{AC}\approx \frac{F}{6} \) 、 \( \overline{CO}\approx \frac{2F}{3} \) 、 \( \overline{OD}\approx \frac{4F}{3} \) 、 \( \overline{DB}\approx \frac{11F}{6} \) 。

以下是各個對應範圍的正向應力分析：

從上面表格中可以發現，用錯誤的姿勢搬重物，對於纖維環的壓力甚至可能達到正確姿勢的  \( \frac{21153}{1666}\approx 13 \) 倍以上！

在一開始討論的例子中，F 的值是 4600N，水深增加 1m，壓力大約就增加 101.3hPa，所以 m=xF÷100÷101.3hPa，換算出這些壓力對應到在海裡大約是多少深度： 

肆、結論  

由上表得知當脊椎彎曲 30° 時，  \( \overline{DB} \) 部分纖維環所承受的壓力是 0° 時的 13 倍，且超過了 人體極限的 32 倍（人類自由潛水最深紀錄為 300m），換算成海的深度就接近世界上第六深的海溝——克馬德克海溝（深度約 10047 m）的底部，難怪對椎間盤會造成這麼大的傷害！ 

所以我們要用正確的姿勢搬重物，對椎間盤造成的傷害也會大幅的降低，透過這次的數學模型分析，我們才了解到錯誤的動作會對椎間盤承受的壓力有多大，因此希望大家好好保護自己的脊椎，不要再直接彎腰下去拿重物了！ 

引注資料： 

• 《腰痛》／長谷川淳史 
• 《背部保健學習百科》／John Tanner
• 頸／脊椎的結構與功能 
• 應變 Strain & 應力 Stress （原文的連結有誤）
• 脊椎生物力學 （原文的連結有誤）