热力学第一定律的发展简史

19世纪初，由于蒸汽机的进一步发展，迫切需要研究热和功的关系，对蒸汽机“出力”作出理论上的分析。所以热与机械功的相互转化得到了广泛的研究。

埃瓦特（Peter Ewart，1767—1842）对煤的燃烧所产生的热量和由此提供的“机械动力”之间的关系作了研究，建立了定量联系。

丹麦工程师和物理学家柯尔丁（LColding，1815—1888）对热、功之间的关系也作过研究。他从事过摩擦生热的实验，1843年丹麦皇家科学院对他的论文签署了如下的批语 “柯尔丁的这篇论文的主要思想是由于摩擦、阻力、压力等造成的机械作用的损失，引起了物体内部的如热、电以及类似的动作，它们皆与损失的力成正比。”

俄国的赫斯（GHHess，1802—1850）在更早就从化学的研究得到了能量转化与守恒的思想。他原是瑞士人，3岁时到俄国，当过医生，在彼得堡执教，他以热化学研究著称。

1836年赫斯向彼得堡科学院报告：“经过连续的研究，我确信，不管用什么方式完成化合，由此发出的热总是恒定的，这个原理是如此之明显，以至于如果我不认为已经被证明，也可以不加思索就认为它是一条公理。”

于1840年3月27日在一次科学院演讲中提出了一个普遍的表述：“当组成任何一种化学化合物时，往往会同时放出热量，这热量不取决于化合是直接进行还是经过几道反应间接进行。”以后他把这条定律广泛应用于他的热化学研究中。

赫斯的这一发现第一次反映了热力学第一定律的基本原理；热和功的总量与过程途径无关，只决定于体系的始末状态。体现了系统的内能的基本性质——与过程无关。赫斯的定律不仅反映守恒的思想，也包括了“力”的转变思想。至此，能量转化与守恒定律已初步形成。

其实法国工程师萨迪·卡诺（Sadi Carnot，1796—1832）早在1830年就已确立了功热相当的思想，他在笔记中写道：“热不是别的什么东西，而是动力，或者可以说，它是改变了形式的运动，它是（物体中粒子的）一种运动（的形式）。当物体的粒子的动力消失时，必定同时有热产生，其量与粒子消失的动力精确地成正比。相反地，如果热损失了，必定有动力产生。”

“因此人们可以得出一个普遍命题：在自然界中存在的动力，在量上是不变的。准确地说，它既不会创生也不会消灭；实际上，它只改变了它的形式。”

卡诺未作推导而基本上正确地给出了热功当量的数值：370千克米/千卡。由于卡诺过早地死去，他的弟弟虽看过他的遗稿，却不理解这一原理的意义，直到1878年，才公开发表了这部遗稿。这时，热力学第一定律早已建立了。

对能量转化与守恒定律作出明确叙述的，首先要提到三位科学家。他们是德国的迈尔（RobertMayer，1814—1878）、赫姆霍兹（Hermann von Helmholtz，1821—1894）和英国的焦耳。

迈尔的实验

迈尔是一位医生。在一次驶往印度尼西亚的航行中 ，迈尔作为随船医生，在给生病的船员放血时，得到了重要启示，发现静脉血不像生活在温带国家中的人那样颜色暗淡，而是像动脉血那样新鲜。当地医生告诉他，这种现象在辽阔的热带地区是到处可见的。他还听到海员们说，暴风雨时海水比较热。这些现象引起了迈尔的沉思。他想到，食物中含有化学能，它像机械能一样可以转化为热。在热带高温情况下，机体只需要吸收食物中较少的热量，所以机体中食物的燃烧过程减弱了，因此静脉血中留下了较多的氧。他已认识到生物体内能量的输入和输出是平衡的。迈尔在1842年发表的题为《热的力学的几点说明》中，宣布了热和机械能的相当性和可转换性，他的推理如下 ：

“力是原因：因此，我们可以全面运用这样一条原则来看待它们，即‘因等于果’。设因c有果e，则c=e；反之，设e为另一果f之因，则有e=f等等，c=e=f=…=c在一串因果之中，某一项或某一项的某一部分绝不会化为乌有，这从方程式的性质就可明显看出。这是所有原因的第一个特性，我们称之为不灭性。”

接着迈尔用反证法，证明守恒性（不灭性）：

“如果给定的原因c产生了等于其自身的结果e，则此行为必将停止；c变为e；若在产生e后，c仍保留全部或一部分，则必有进一步的结果，相当于留下的原因c的全部结果将>e，于是就将与前提c=e矛盾。”“相应的，由于c变为e，e变为f等等，我们必须把这些不同的值看成是同一客体出现时所呈的不同形式。这种呈现不同形式的能力是所有原因的第二种基本特性。把这两种特性放在一起我们可以说，原因（在量上）是不灭的，而（在质上）是可转化的客体。”

迈尔的结论是：“因此力（即能量）是不灭的、可转化的、不可秤量的客体。”

迈尔这种推论方法显然过于笼统，难以令人信服，但他关于能量转化与守恒的叙述是最早的完整表达。

迈尔在1845年发表了第二篇论文： 《有机运动及其与新陈代谢的联系》，该文更系统地阐明能量的转化与守恒的思想。他明确指出：“无不能生有，有不能变无”，“在死的和活的自然界中，这个力（按：即能量）永远处于循环转化的过程之中。任何地方，没有一个过程不是力的形式变化！”他主张：“热是一种力，它可以转变为机械效应。”论文中还具体地论述了热和功的联系，推出了气体定压比热和定容比热之差Cp－Cv等于定压膨胀功R的关系式。现在我们称Cp－Cv=R为迈尔公式。

接着迈尔又根据狄拉洛希（Delaroche）和贝拉尔德（Berard）以及杜隆（Dulong）气体比热的实验数据Cp=0267卡/克·度、 Cv=0188卡/克·度计算出热功。

计算过程如下：

在定压下使1厘米3空气加热温升1度所需的热量为：Qp=mcpΔt=0000347卡（取空气密度ρ=00013克/厘米3）。相应地，在定容下加热同量空气温升 1度消耗的热Qv=0000244卡。二者的热量差Qp－Qv=0000103卡。另一方面，温度升高1度等压膨胀时体积增大为原体积的1/274倍；气体对外作的功，可以使1033千克的水银柱升高1/274厘米。即功=1033×1/27400 =378×10-5千克·米。于是迈尔得出热功当量为

J=A/（Qp－Qv） =378×10-5/103×10-7=367千克·米/千卡。

或3597焦耳/千卡，21世纪初的精确值为4187焦耳/千卡。

迈尔还具体地考察了另外几种不同形式的力。他以起电机为例说明了“机械效应向电的转化。”他认为：“下落的力”（即重力势能）可以用“重量和（下落）高度的乘积来量度。”“与下落的力转变为运动或者运动转变为下落的力无关，这个力或机械效应始终是不变的常量。”

迈尔第一个在科学史中将热力学观点用于研究有机世界中的现象，他考察了有机物的生命活动过程中的物理化学转变，确信“生命力”理论是荒诞无稽的。他证明生命过程无所谓“生命力”，而是一种化学过程，是由于吸收了氧和食物，转化为热。这样迈尔就将植物和动物的生命活动，从唯物主义的立场，看成是能的各种形式的转变。

1848年迈尔发表了《天体力学》一书，书中解释陨石的发光是由于在大气中损失了动能。他还应用能量守恒原理解释了潮汐的涨落。迈尔虽然第一个完整地提出了能量转化与守恒原理，但是在他的著作发表的几年内，不仅没有得到人们的重视，反而受到了一些著名物理学家的反对。由于他的思想不合当时流行的观念，还受到人们的诽谤和讥笑，使他在精神上受到很大刺激，曾一度关进精神病院，倍受折磨。

赫姆霍兹的研究

从多方面论证能量转化与守恒定律的是德国的海曼·赫姆霍兹。他曾在著名的生理学家缪勒（Johannes Müller）的实验室里工作过多年，研究过“动物热。”他深信所有的生命现象都必得服从物理与化学规律。他早年在数学上有过良好的训练，同时又很熟悉力学的成就，读过牛顿、达朗贝尔、拉格朗日等人的著作，对拉格朗日的分析力学有深刻印象。他的父亲是一位哲学教授，和著名哲学家费赫特（Fichte）是好朋友。海曼·赫姆霍兹接受了前辈的影响，成了康德哲学的信徒，把自然界大统一当作自己的信条。他认为如果自然界的“力”（即能量）是守恒的，则所有的 “力” 都应和机械 “力” 具有相同的量纲， 并可还原为机械 “力”。1847年，26岁的赫姆霍兹写成了著名论文《力的守恒》，充分论述了这一命题 。这篇论文是1847年7月23日在柏林物理学会会议上的报告，由于被认为是思辨性、缺乏实验研究成果的一般论文，没有在当时有国际声望的《物理学年鉴》上发表，而是以小册子的形式单独印行的 。

但是历史证明，这篇论文在热力学的发展中占有重要地位，因为赫姆霍兹总结了许多人的工作，一举把能量概念从机械运动推广到了所有变化过程，并证明了普遍的能量守恒原理。这是一个十分有力的理论武器，从而可以更深入地理解自然界的统一性。

赫姆霍兹在这篇论文一开头就声称，他的“论文的主要内容是面对物理学家，”他的目的是“建立基本原理，并由基本原理出发引出各种推论，再与物理学不同分支的各种经验进行比较。”

在他的论述中有一明显的趋向，就是企图把一切自然过程都归结于中心力的作用。我们都知道，在只有中心力的作用下，能量守恒是正确的，但是这只是能量守恒原理的一个特例，把中心力看成是普遍能量守恒的条件就不正确了。

他的论文共分六节，前两节主要是回顾力学的发展，强调了活力守恒（即动能守恒），进而分析了“力”的守恒原理（即机械能守恒原理）；第三节涉及守恒原理的各种应用；第四节题为“热的力当量性，”他明确地摒弃了热质说，把热看成粒子（分子或原子）运动能量的一种形式。第五节“电过程的力相当性”和第六节“磁和电磁现象的力相当性”讨论各种电磁现象和电化学过程，特别是电池中的热现象对能量转化关系进行了详细研究。文章最后提到能量概念也有可能应用于有机体的生命过程，他的论点和迈尔接近。不过，看来他当时并不知道迈尔的工作。

赫姆霍兹在结束语中写道：“通过上面的叙述已经证明了我们所讨论的定律没有和任何一个迄今所知的自然科学事实相矛盾，反而却引人注目地为大多数事实所证实。……这定律的完全验证，也许必须看成是物理学最近将来的主要课题之一。”

实际上，实验验证这一定律的工作早在赫姆霍兹论文之前就已经开始了。焦耳在这方面做出了巨大贡献。

焦耳的实验研究

焦耳是英国著名实验物理学家。1818年他出生于英国曼彻斯特市近郊，是富有的酿酒厂主的儿子。他从小在家由家庭教师教授， 16岁起与其兄弟一起到著名化学家道尔顿（John Dalton，1766—1844）那里学习，这在焦耳的一生中起了关键的指导作用，使他对科学发生了浓厚的兴趣，后来他就在家里做起了各种实验，成为一名业余科学家。

这时正值电磁力和电磁感应现象发现不久，电机——当时叫磁电机（electric－magnetic engine）——刚刚出现， 人们还不大了解电磁现象的内在规律，也缺乏对电路的深刻认识，只是感到磁电机非常新奇，有可能代替蒸汽机成为效率更高、管理方便的新动力，于是一股电气热潮席卷了欧洲，甚至波及美国。焦耳当时刚20岁，正处于敏感的年龄，家中又有很好的实验条件（估计他父亲厂里有蒸汽机），对革新动力设备很感兴趣，就投入到电气热潮之中，开始研究起磁电机来。

从1838年到1842年的几年中，焦耳一共写了八篇有关电机的通讯和论文，以及一篇关于电池、三篇关于电磁铁的论文。他通过磁电机的各种试验注意到电机和电路中的发热现象，他认为这和机件运转中的摩擦现象一样，都是动力损失的根源。于是他就开始进行电流的热效应的研究。

1841年他在《哲学杂志》上发表文章《电的金属导体产生的热和电解时电池组中的热》，叙述了他的实验：为了确定金属导线的热功率，让导线穿过一根玻璃管，再将它密缠在管上，每圈之间留有空隙，线圈终端分开。然后将玻璃管放入盛水的容器中，通电后用温度计测量水产生的温度变化。实验时，他先用不同尺寸的导线，继而又改变电流的强度，结果判定“在一定时间内伏打电流通过金属导体产生的热与电流强度的平方及导体电阻的乘积成正比。”这就是著名的焦耳定律，又称iR定律 。

随后，他又以电解质做了大量实验，证明上述结论依然正确。

iR定律的发现使焦耳对电路中电流的作用有了明确的认识。 他仿照动物体中血液的循环，把电池比作心肺，把电流比作血液，指出：“电可以看成是携带、安排和转变化学热的一种重要媒介”，并且认为，在电池中“燃烧”一定量的化学“燃料”，在电路中（包括电池本身）就会发出相应大小的热，和这些燃料在氧气中点火直接燃烧所得应是一样多。请注意，这时焦耳已经用上了“转变化学热”一词，说明他已建立了能量转化的普遍概念，他对热、化学作用和电的等价性已有了明确的认识。

然而，这种等价性的最有力证据，莫过于热功当量的直接实验数据。正是由于探索磁电机中热的损耗，促使焦耳进行了大量的热功当量实验。1843年焦耳在《磁电的热效应和热的机械值》一文中叙述了他的目的，写道：

“我相信理所当然的是：磁电机的电力与其它来源产生的电流一样，在整个电路中具有同样的热性质。当然，如果我们认为热不是物质，而是一种振动状态，就似乎没有理由认为它不能由一种简单的机械性质的作用所引起，例如象线圈在永久磁铁的两极间旋转的那种作用。与此同时，也必须承认，迄今尚未有实验能对这个非常有趣的问题作出判决，因为所有这些实验都只限于电路的局部，这就留下了疑问，究竟热是生成的，还是从感应出磁电流的线圈里转移出来的？如果热是线圈里转移出来的，线圈本身就要变冷。……所以，我决定致力于清除磁电热的不确定性。”

焦耳把磁电机放在作为量热器的水桶里，旋转磁电机，并将线圈的电流引到电流计中进行测量，同时测量水桶的水温变化。实验表明，磁电机线圈产生的热也与电流的平方成正比。

焦耳又把磁电机作为负载接入电路，电路中另接一电池，以观察磁电机内部热的生成，这时，磁电机仍放在作为量热器的水桶里，焦耳继续写道：“我将轮子转向一方，就可使磁电机与电流反向而接，转向另一方，可以借磁电机增大电流。前一情况，仪器具有磁电机的所有特性，后一情况适得其反，它消耗了机械力。”

比较磁电机正反接入电路的实验，焦耳得出结论：“我们从磁电得到了一种媒介，用它可以凭借简单的机械方法，破坏热或产生热。”

至此，焦耳已经从磁电机这个具体问题的研究中领悟到了一个具有普遍意义的规律，这就是热和机械功可以互相转化，在转化过程中一定有当量关系。他写道 ：

“在证明了热可以用磁电机生成，用磁的感应力可以随意增减由于化学变化产生的热之后，探求热和得到的或失去的机械功之间是否存在一个恒定的比值，就成了十分有趣的课题。为此目的，只需要重复以前的一些实验并同时确定转动仪器所需的机械力。”

焦耳在磁电机线圈的转轴上绕两条细线，相距约274米处置两个定滑轮，跨过滑轮挂有砝码，砝码约几磅重（1磅=045359千克），可随意调整。线圈浸在量热器的水中，从温度计的读数变化可算出热量，从砝码的重量及下落的距离可算出机械功。在 1843年的论文中，焦耳根据13组实验数据取平均值得如下结果：

“能使1磅的水温度升温华氏一度的热量等于（可转化为）把838磅重物提升1英尺的机械功。”

838磅·英尺相当于1135焦耳，这里得到的热功当量838磅·英尺/英热单位等于4511焦耳/卡（现代公认值为4187焦耳/卡）。

焦耳并没有忘记测定热功当量的实际意义，就在这篇论文中他指出，最重要的实际意义有两点：（1）可用于研究蒸汽机的出力；（2）可用于研究磁电机作为经济的动力的可行性。可见，焦耳研究这个问题始终没有离开他原先的目标。

焦耳还用多孔塞置于水的通道中，测量水通过多孔塞后的温升，得到热功当量为770磅·英尺/英热单位（4145焦耳/卡）。这是焦耳得到的与现代热功当量值最接近的数值。

1845年，焦耳报道他在量热器中安装一带桨叶的转轮，如图2－1，经滑轮吊两重物下滑，桨轮旋转，不断搅动水使水升温，测得热功当量为890磅·英尺/英热单位，相当于4782焦耳/卡。

同年，焦耳写了论文《空气的稀释和浓缩所引起的温度变化》，记述了如下实验：把一个带有容器R的压气机C放在作为量热器的水桶A中，如图2－2。压气机把经过干燥器G和蛇形管W的空气压缩到容器R中，然后测量空气在压缩后的温升，从温升可算出热量。气压从一个大气压变为22个大气压，压缩过程视为绝热过程，可计算压气机作的功。由此得到热功当量为823及795磅·英尺/英热单位。然后，经蛇形管释放压缩空气 （图2－3），量热器温度下降，又可算出热功当量为820、 814、760磅· 英尺/英热单位， 从空气的压缩和膨胀得到的平均值为798磅·英尺/英热单位，相当于4312焦耳/卡。

1849年6月，焦耳作了一个《热功当量》的总结报告，全面整理了他几年来用桨叶搅拌法和铸铁摩擦法测热功当量的实验，给出如下结果（单位均以磅·英尺/英热单位表示） ： 空气中的当量值真空中的当量值平均水773640772692772692汞773762772814774083汞776303775352774083铸铁776997776045774987铸铁774888773930774987焦耳的实验结果处理得相当严密，在计算中甚至考虑到将重量还原为真空中的值。对上述结果，焦耳作了分析，认为铸铁摩擦时会有微粒磨损，要消耗一定的功以克服其内聚力，因此所得结果可能偏大。汞和铸铁在实验中不可避免会有振动，产生微弱的声音，也会使结果偏大。

在这三种材料中，以水的比热最大，所以比较起来，应该是用水作实验最准确。 因此， 在他的论文结束时，取772作为最后结果， 这相当于4154焦耳/卡。对此，他概括出两点：

“第一，由物体，不论是固体或液体，摩擦产生的热量总是正比于消耗的力之量；第二，使一磅水（在真空中称量，用于55°－60°）的温度升高1℉，所需消耗的机械力相当于772磅下落1英尺。”

焦耳从1843年以磁电机为对象开始测量热功当量，直到1878年最后一次发表实验结果，先后做实验不下四百余次，采用了原理不同的各种方法，他以日益精确的数据，为热和功的相当性提供了可靠的证据，使能量转化与守恒定律确立在牢固的实验基础之上。

奥迪A2：希望有多大，失望就有多大

在1997年的法兰克福车展上，奥迪发布了其超小型车A2，奥迪公司以及业内人士都认为这款车一定会成功。A2旨在迎合越来越被小型高档掀背车所吸引的欧洲市场，它干净整洁、前卫的设计、创新的功能和高效的动力系统，有望在两年之后在市场上取得巨大成功。

然而，这款高档的五门掀背车并没有引起轰动，而是在不到五年的时间里就以失败告终，因为A2难以从经销商的展厅中走出，而且从未进入第二代。

在A2上市的五年里，其销量仅略高于175万辆，相比之下，其主要竞争对手奔驰A级车的销量超过了100万辆，因此，奥迪于2005年停产了这款车型。

通过奥迪A2，奥迪似乎想要表明把车做得更小并不意味着更便宜，因此它利用了在A8豪华旗舰车中获得的经验，并将其应用到A2车型的开发中。

A2使用了大量的铝合金材料，包括空间框架和所有外部车身。这是一次令人印象深刻的冒险，因此这款车的重量只有2194磅，比它的奔驰A级竞争对手轻500多磅，比当时的宝马竞争对手1系掀背车轻760磅。

它的阻力系数是当时所有汽车中最低的，其最强大的16升4缸发动机也具有卓越的燃油经济性，功率为110匹马力，百公里加速的时间低于95s。

然而，用全新的零部件和面板打造一辆新车意味着奥迪无法从其他车型上借用现成的零部件。较高的生产成本直接导致其售价较高。那些对这款车着迷的买家在发现它的价格后，就会觉得这些卓越的性能数据都无关紧要了。

据报道，当需要维修A2时，奥迪无法证明有足够多的修理店来处理维修，因为精确维修所需的设备和流程也更加昂贵。

铝制汽车的维修需要完全不同的技能，当时许多汽车修理厂不愿意投入时间和金钱进行培训，因为这些培训可能不会用于其他汽车。

在维护和维修全景天窗时还出现了另一个问题，天窗的面板会滑到驾驶室的后部。此外，保险公司发现，简单地报废一辆A2车比修理它的成本更低。

奥迪原以为这款车将彻底改变高端消费者对小型车的看法，但市场对这款车的接受度不高，这让奥迪大失所望，而且对奔驰A级车的接受度不断上升，因此在A2上市的第五年之后，奥迪就放弃了生产。

　　据国外媒体报道，虽然设计先进的船只需要付出巨大的心血，但这并不能阻止一些最优秀、最具创新精神的设计师进行新的尝试。从超高科技的鲸形水陆两用船，到丝毫没有科技含量而言的“南瓜船”与“胶带船”，以下即是最具创意的炫酷船只设计。或许在不远的将来，我们便可乘坐它们周游世界。　　　　　　　一、飞行帆船　　

　　“帆船飞艇”由耶尔肯·奥克图利(Yelken Octuri)设计，就像巨大的蜻蜓一样，既能在空中滑翔飞行，又能在水面着陆。但与蜻蜓不同的是，这个飞艇概念可以向上折起机翼，利用大风航行。这一概念由一位船长委托设计，可以装载四名乘客，一面各有一块木板，能向上翻转变成浮桥。　　　　　　二、鲸形水陆两用船　　　　设计师文森特·卡雷巴特(Vincent Callebaut)创作了一个鲸鱼形状的“漂浮之城”——“僧帽”(Physalia)，旨在令其漂流于世界各地的河流之上，从而消除污染，净化河水。这是一个自给自足的生态系统，可借助自身的“光合作用”获得所需的能源，并通过生物过滤减少水污染。这座“城市”里面到处是花园，表面覆盖着绿顶以及超薄太阳能电池板。　　　　　　　三、太阳能脚踏船　　　　每逢阳光明媚的日子，你可以开着这艘太阳能驱动的脚踏船到海上游玩，累了停下来到甲板上晒太阳，跳入水中畅游。如果是在某个乌云密布的天气出海，你同样不必担心：你可以踩着踏板回家。这一设计消除了维持现代大多数船只运行的昂贵燃料的需要，虽然要使这个设计变得可行，太阳能电池板的动力必须更加强劲。　　　　　　四、海豚水翼艇　　　　如果你希望水上摩托车有机翼，以便捕捉空气后变得更快，这应该是你梦寐以求的设计：“海豚水翼艇”(Dolphin Hydrofoil)，一款个人用水艇，让能你像海豚一样从水面跃出。由于在运动过程中船体离开水面，你还可以高速倾斜转弯。迄今为止，这只是一个由尼克·范·斯托尔克(Nikko Van Stolk)提出的概念，但却是一个非常炫酷的概念。　　　　　　五、风筝动力船　　　　从外形看，“海神”号(Nereus)就像一个未来派水上摩托，能在海面以及海面以下航行，而且不用燃料。据悉，“海神”号是一款利用风筝动力驱动的水艇概念，在风力作用下，让你随意在海面下潜行。至于需要多大风力才能使“海神”号高速运行，目前尚无定论，但肯定听上去很酷。　　　　　　六、拉链船　　

　　当日本艺术家铃木康広(Yasuhiro Suzuki)看到船尾的轨迹时，他首先想到了拉链，这是他为自己的“拉链摩托艇”选择了这种不同寻常的外形的原因。它肯定与水面行驶的其他船只不一样，看上去就像是在航行过程中拉开了海面的“拉链”。　　　　　　七、胶带船　　

　　除了《流言终结者》(美国科普电视节目)外，你还能指望谁去考量胶带是否真的经久耐用，可以当作造船的主要材料？亚当和杰米这对老搭档用690平方英尺(约合64平方米)的胶带制作出“迷住你”(Stuck on You)的船体和风帆，接着，他们二人驾船在旧金山湾航行。这艘胶带船还真挺过一段时间，不过一旦船体进水，亚当和杰米就只能用更多的胶带修补。　　　　　　八、模型船　　

　　艺术家迈克尔·约翰逊(Michael Johansson)造出一艘与实物大小一样的“模型船”，而他采用的材料是一艘真正的小船以及造船设备和一套焊接金属构架。约翰逊说：“这条真正的小船被转变为自身的模型，其最初的用途让位于别的目的。”　　　　　　九、南瓜船　　

　　你或许认为，当希尔德布兰请求“仙女教母”送给他一艘新船，而非眼前这个南瓜船时，他一定非常失望。事实上，希尔德布兰是用760磅(约合345公斤)重的大南瓜制造了这艘奇特的独木舟，并且连续八天划着它为慈善组织筹款。虽然它看上去毫无科技含量，但令人吃惊的是，大南瓜充当了相对稳定的小船——甚至在德国城市路德维希堡，每年都要举办南瓜船赛舟会。　　　　　　十、纸船　　

　　既然蜡纸里面可以放牛奶一样的液体，它为何不能在水面上漂浮？一天早晨，艺术家弗兰克·博尔特(Frank Boelter)吃早餐时看到牛奶包装盒时，脑海中突然浮现这样的念头。于是，他用利乐(全球最大液态食品包装系统供应商之一)包装材料制造出一艘30英尺(约合914米)长的小船，这艘船重55磅(约合25公斤)，仅用时两小时制造，有望在裂开之前在水面漂浮40天。　

1、在传统和相扑中， 髋关节结构 对力量和舒适度的影响要远远大于身高和肢体长度等因素。

2、除了不同个体的优点和弱点的不同， 没有任何因素 使传统的或相扑硬拉变得更难或者更简单。

3、相扑硬拉和传统硬拉的 髋部伸展大致相同 。传统硬拉对股四头肌的要求更低，相扑对的背部力量的要求较小。

4、为了 确定哪种硬举方式最适合你 ，你只需要训练他们两个几个月，然后坚持使用强度最大、在次最大负荷下最舒适的那种。如果这种方式在最大负载下比较弱，那么很容易识别出阻碍你的特定弱点。

我总会收到一些人问我关于身材比例的问题(比如身高，臂长。躯干长度，小腿长度等等)，会问我什么样的身材比例应该使用传统硬拉，什么样的人应该使用相扑硬拉。

我的观点是，两种硬拉都努力训练一段时间，然后选择能拉的更重拉的更舒服的硬拉方式。

有些人会觉得我在说废话，因为总有人能给出准确的数据来告诉你最适合什么样的硬拉，但是，我认为，除了训练，没有方法能告诉你哪种硬拉更适合你。 如果有一种方式能告诉你的话，也是通过X光拍出的髋关节结构，而不是通过测量手臂身高得出的身体比例。

适合去做更多通过髋关节屈伸完成动作的传统硬拉，还是更多需要髋关节外展的髋关节屈伸的相扑硬拉，在很大程度上取决于你的 臀部结构 。

在这里我就不讲解剖术语了,但简而言之：

1、骨盆的形态和大小每个人都不同

2、髋臼可以位于骨盆的前方或后方

3、这些髋臼可以更浅或更深

4、股骨与骨盆的夹角会改变

5、在股骨和骨盆的交汇处旋转的方式也有所不同。

这 五个不同的变量 将决定你的臀部能够承受的运动范围，以及你在不同的臀部位置可以产生的 肌肉张力 。

为了说明其中一个因素，下图显示了股骨颈的角度相对于股骨轴的变化

图1显示了倾斜的“正常”角度。图2为髋内翻，图3为髋外翻。

几乎可以肯定的是，第二个人需要做传统硬拉(如果他们的 髋臼很深 的话更适合做传统)，在做深蹲的时候可能也会选择 很窄的站距 。髋关节外展过多的话，股骨顶部会和骨盆也不允许。

第三个人做劈叉可能没有问题，他们最好还是做相扑。髋关节外展越多，他们的 内收肌(特别是大收肌 )就越紧张，可以增加更多的张力。

有人认为相扑硬拉更简单，甚至认为相扑硬拉属于作弊，因为他的行程更短。

这个观点站得住脚吗

的确，相扑硬拉的行程更短。相扑的硬拉比传统硬拉的行程要短20-25%。然而，行程并没有那么重要。是的，这确实意味着使用 传统硬拉需要多做20-25%的功 才能完成动作。

大多数的极限硬拉需要5秒或更少的时间来完成。即使是最慢的硬拉也会在10秒内锁定。你的肌肉中储存了足够的 ATP和磷酸肌酸 ，以确保在8-10秒内的时间最大输出 不受能量产生的限制 。两种硬拉做功的差值只会在做最大次数挑战时会有体现，但在讨论1rm时往往不会有影响。换句话说，站姿的宽度会影响你在一分钟内完成40次硬拉400磅的能力，但 不会影响只做一次的最大重量 (虽然不同硬拉的最大重量会有所不同)

重要的是要记住，不要觉得你硬拉失败是因为你在硬拉的每一个位置都不够强壮，而是因为你在通过最薄弱的那个点的时候你不够强壮，换句话说， 决定你是成功还是失败的是关键点 ，不是行程的多少。

相扑硬举不需要更小的臀部伸展扭矩吗

我还看到了另一种观点，认为相扑式硬拉要更容易，因为硬拉时所需的髋部伸展力矩有很大的不同。还有人做了这张图来论证这个观点。

如果你学过力学，看到这张你会觉得，相扑的确会更加容易。伸髋被定义为矢状面(前后)的运动，扭矩等于力臂乘以受力。所以， 在相扑硬拉中，由于髋关节力臂(你的臀部和杠铃之间的水平距离)较短，它需要较少的伸髋力矩来举起重物。

但是 伸髋发生在三维空间 ，而不仅仅是侧面照片看到的这样。当臀部向外旋转时，这意味着臀部的伸展同时发生在矢状面(前向后)和额面(左向右)。不管髋关节外展和旋转了多少，力臂的长度本质上是不受影响的，所以 伸髋的扭矩是相同的。

实际上，当比较传统硬拉和相扑硬拉时，在动作的任何一点上(他观察了杠铃落地的点，杠铃通过膝盖的点，以及杠铃顶部的点)臀部伸展都没有显著的差异。在另一项研究中，臀大肌和腘绳肌的肌电图读数对两种硬拉式都是相同的，验证了这一观点。通过实验比较2D和3D的模拟并进行分析分析，发现2D分析与预期的一样会显著地扭曲了相扑硬拉的结果。

最简单的办法是，两种都练，用两个月的时间，通过训练来判度哪种硬拉能拉的更重。

然后选择感觉最强和最舒适的变式的（大约次大重量(70-80%的1rm)负载进行训练。

同时经过这样的训练你也可以分辨出自己的薄弱点， 如果传统强于相扑，代表你的股四头肌比较弱，如果相扑强于传统，代表你的背较弱。

如果你觉得两钟变式相差不多，长时间训练下去，你也会逐渐发现自己的薄弱点。

一般来说，较轻的举重运动员和女性举重运动员在由于背部和躯干薄弱更多使用相扑硬拉，体型较大、躯干较厚的选手在使用传统拉的时候，通常更容易保持背部伸展 。

如今，相扑特别受欢迎。 而在90年代末，70%的运动员使用是传统硬拉，其中83kg以上的运动员使用传统拉的比例有85%，而83kg以下的运动员使用传统拉的比例有55%。

然而，不要因为你的性别、体重或体型的不同而只选择一种变式。没有任何一种硬拉会比另一种硬拉简单，所以，为了更强壮的自己，两种硬拉都要练习。如果现在你的传统硬拉拉的很重，不如增加相扑硬拉的训练频率，这会让你有新的收获。

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