開和關

文/圖 王霈

「開」和「關」,是我們日常生活中再平常不過的動作了;可是你知道嗎?就算是如此稀鬆平常的小事,這其中也蘊藏了人體結構設計的奧妙!

舉凡是日用物品中螺紋形設計的開口,如瓶蓋、水龍頭或桶裝瓦斯上的轉盤等,或像喇叭鎖、鑰匙鎖、微波爐控制板上的火力控制盤等這類轉動式的旋鈕,都是用來做為手動的開關。細查這些不同類型的開關設計,其實基本上是應用了我們上肢的兩項特殊的動作:一項是前臂的旋前和旋後動作,另一項是手的握物動作。

圖一

上肢的前臂部分是由兩塊長形骨骼構成:內側的尺骨和外側的橈骨。這兩塊骨頭在靠近肘部和腕部的這兩端,會靠在一起形成關節,稱之為橈尺關節。由於關節接合面的特殊結構,使得橈尺關節可以做出使前臂旋轉的動作(圖一)。如果我們將前臂水平前伸、掌面朝上,此時尺骨與橈骨是並排在內側與外側的位置上;接著,我們若將手掌向內轉至朝下的姿勢,外側的橈骨會向內旋轉從上方跨過尺骨到內側,使得兩根骨頭呈現交叉的樣子,這個動作稱為旋前,一種右手向逆時針方向轉動的動作。我們若從掌面向下、旋前的動作,將前臂向外轉動使掌面回到向上的姿勢,此時尺骨與橈骨回到並排的位置上,這個動作則稱為旋後,對右手而言,這是一個向順時針方向轉動的動作。

所以,聰明的人們就利用了這種旋前和旋後的運動特性,發展出許多容器開關、轉盤和旋鈕的設計。由於多數人的慣用手是右手(慣用手為左手的比率約2-4%),因此瓶蓋或旋鈕「開」的方向通常是設計為逆時鐘,也就是右手的旋前動作;「關」則是設計為順時鐘的方向,為右手的旋後動作。當然,要能夠順利地產生運動,是需要適當的肌肉收縮來達成。前臂旋前運動主要是由旋前圓肌和旋前方肌來達成,而旋後運動則得是要靠旋後肌和手臂的肱二頭肌(就是肌肉男平常最愛挽起袖子展示的那塊肌肉啦!)的收縮(圖一中的肌肉)。有趣的是,這兩組肌肉群卻會造成不同方向運動間力道的差異喔!

舉個例子來說,我們是不是常遇到瓶蓋旋緊後卻自個兒打不開的窘境?這其實不是壓力或瓶口設計不良的因素,而是造成旋後動作的肌肉力量要比旋前的肌肉力量要大得許多,這使得「關」的力道比「開」的力道還大。這也是瓶蓋或瓦斯桶開關在旋轉方向設計上的巧思,因為「關的好」總是比「容易開」要來得安全、保險一些吧!這個原理也被應用在許多方面,如用螺絲起子把螺絲旋進木頭裡或使用開瓶器打開香檳瓶口的軟木塞,都是運用順時鐘、旋後的旋轉方向,因為這些都是需要費力完成的動作。知道這點小秘密後,下回可別因為打不開瓶蓋就嚷嚷說沒吃飯沒力氣,藉機想大吃一頓囉!

圖二

除了前臂的旋轉外,「開」和「關」還需要用到手的抓握動作。手部的抓握動作是指五根手指向掌心移動,呈現碗狀的姿勢,其中最特殊的就屬拇指的運動(圖二)。在拇指基部的掌面有一群肥厚的肌群,稱為魚際肌群(「魚際」在拉丁文的原意是指「魚的腹部」,是不是很像呢?)由於這群肌肉的作用,使得拇指可以做出向前(外展)和旋轉向掌心(對掌)的動作,再加上其他四根手指的屈曲動作和手掌小肌肉的收縮,讓手心凹陷成一個球窩的形狀,方便作有效的抓握。這種動作可是專屬於我們的喔!相較於長臂猿或黑猩猩,它們的手形較長,雖然可以抓取東西,如抓著樹枝在空中盪來盪去,但卻不能有效的握物,這是因為它們手掌無法做出碗形的動作(圖三)。

圖三

從人類的文明發展史來看,由於人具有良好的抓握能力再加上有智慧的大腦,因此學會使用各種不同的材料,發展出複雜的技術和工具,而不斷地推進文明的演進。

即使像「開」和「關」一般如此平常的動作,也是上帝為人精心設計的獨一傑作。

其實,上帝也為我們的生命做了一個「開」和「關」的設計。祂藉著十字架上的救贖,為我們「開」了一個福音的門,期待把我們「關」進祂的羊圈裡,得享平安和福份。這的設計無關乎動作,只關乎我們心中的選擇,這也無關乎力道的大小,只需要伸出我們的手,緊緊抓住神的應許,大聲向神說:「我願意!」,「開」和「關」即同步完成!

 

作者簡介:

王霈:輔仁大學解剖學教授!他所開授的「人魚線研究院」,為教育部甄選的2017年磨課師MOOCsMassive Open Online Courses標竿課程22門課之一!

By | 2018-02-02T10:20:02+00:00 二月 2nd, 2018|上帝的花園, 祝福月刊|0 Comments

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