人类的背部先天设计有问题

人类是奇怪的生物：我们这种没尾巴的两足动物，有着弯曲的脊柱、修长的四肢、弓形的足部、灵巧的双手和发达的脑袋。我们的身体宛如一幅镶嵌画，由物竞天择后的种种特征拼凑而成——既有出色的能力，又有着严重的缺陷。

远祖遗爱：用“后腿”走路

我们的猿类祖先在约２０００万年前，从四脚着地的小型灵长类动物演化而来。随后的数百万年间，有些猿类体形愈长愈大，开始用手臂去握头顶的树枝，或者是为了伸手摘果实。

然后，在６００万或７００万年前，我们的祖先站立起来，开始用后腿四处走动。到了３２０万年前，著名的“露西”（阿法南猿）在东非现身，人猿已然适应了把步行当作四处移动的主要方式。

这可是非常巨大的变化。美国南加州大学的人类学家克雷格·斯坦福解释：“以双足步行，是一种独特而奇异的运动方式。在２５０多种灵长类中，就只有一种是用两条腿走动。”斯坦福和许多科学家都认为，双足步行是定义人类的关键特征。他说：“有些科学家可能认为，关键在于我们发达的大脑，但人类的脑部是在不到２００万年前才开始急速变大，比人类直立和开始使用工具足足晚了数百万年。双足步行为其他进化奠下基础。”

进化生物学家一致认为，直立行走跟四足运动的生物力学差异很大，头部以下的骨骼都必须为之改变。头骨和脊柱重新排列，使头部和躯干在臀部和足部以上成一条垂直线。

为了支撑身体的重量并缓冲直立运动的力道，四肢的关节和脊柱都变粗了，足部也演化成弓足。至于骨盆，则从猿类那细长的桨形变为宽扁的鞍形，将躯干的重量向下施加到双腿上，大块的肌肉也得以附着其上。

直立公民：倒立的钟摆

仔细想想走路或奔跑这些简单的人类举动。丹·利伯曼在哈佛大学人类学系的实验室里做的正是这件事。研究发现，直立运动是一种关于平衡、协调、效率的惊人壮举。行走中人体的双腿类似倒立的钟摆，以伸直的那条腿为支撑点，身体在其上成弧线摆动，所以上升获得的潜在能量与下降中产生的动能约相等。因此，人每跨出一步，身体所消耗的大部分能量得以储存和恢复，这样就为自身减少了高达６５％的工作负荷。

最近，利伯曼与犹他大学的丹尼斯·布兰布莱合作进行了一项研究，提出我们的祖先在约２００万年前，就能熟练地奔跑。

奔跑在人体特征的进化中扮演着重要的角色：额外的腿腱、皮肤毛发较少和大量的汗腺（便于降温）；经过强化的臀大肌（我们身上最大块的肌肉）包住了臀部，发挥了稳定躯干的作用，防止我们往前扑倒。

要命的背：先天设计有问题

背痛是最常见的身体不适之一，大多数人一生中总有些时候要受背痛耗损体力之苦，不免令人怀疑脊柱的设计大有问题。

密苏里大学哥伦比亚分校的人类学家及解剖学家卡罗·沃德解释：“问题在于，脊柱原本的设计，是作为拱顶使用，在我们直立起来后，它只好充当承载重量的立柱了。”为了支撑我们的脑袋，并使体重在髋关节和下肢上保持平衡，脊柱演化出一道道Ｓ形：下背部大幅度向前弯，形成了脊柱前弯；上背部向后弯，形成了脊柱后弯。

这种变化至少发生在４００万年前，或许还早得多。最近，沃德分析了“露西”的脊柱，和两具２００多万年前的阿法南猿骨骼。他们发现，这３者的脊柱都与人类脊柱一样呈现Ｓ形，进一步证实了阿法南猿是以双腿行走。

沃德说：“这种Ｓ型系统，使我们在保持身体平衡和以双足运动时非常省力。但我们的直立姿式，却对弯曲的结构施加了过多的压迫和间接力道，也因此让脊柱的下半部吃了不少的苦头。”

试着将身体后仰，把脊柱向后弯成弧形。你是世界上惟一能做出这种往后弯腰动作的哺乳动物。觉得下背部紧绷到让你发抖？那是因为压缩负荷增加，脊柱间的纵向关节彼此挤压造成的。由于下脊柱是弯曲的，因此脊椎骨必须长成楔形：宽的部分朝前，窄的部分朝后。下背部的负荷最重，楔形的弧度也最大，但凡举重物或伸展过度，都有可能导致最末端的脊椎滑脱或被压扁，引发疼痛。或者压力使脊椎背部的脆弱结构受损，导致骨折，也就是椎板断裂症。

立足不稳：步行桎梏了人脚

人体的问题究竟到哪里才算完呢？说到底，究竟是什么支撑我们直立躯体的全部重量？答案就是两片小得可怜的底座。

美国自然科学博物馆古生物学家威尔·哈克特—史密斯表示：“脚是人类身上最能够代表人之所以为人的特征。人脚上没有像大拇指一样的趾头，可以和其他脚趾对握。我们是惟一放弃用脚来抓东西的灵长类动物。”

这可是很大的牺牲。黑猩猩的脚非常有用、多才多艺，爬树时不可或缺，会做的动作和手一样多、一样熟练自如。相形之下，人类的脚是高度特化的器官，生来就只做两件事：推动身体前进，并缓和前进中的震动。双足步行或许是解放了双手，然而却也让双脚深陷桎梏。

布鲁斯·拉蒂默解释：：“与猿类相比，人类足部最显著的特色之一，就是骨骼较大，尤其是踵骨。体重１６０公斤的雄性大猩猩的踵骨，比体重４５公斤的女人的踵骨还小。”人类的足跟则很蓬松，而且仅以一层薄如纸张的皮质骨覆盖，里面则是稀薄的网状海绵质骨骼。

“骨骼体积大是一种优势，可以消除两足动物日常步行所造成的压力。”布鲁斯·拉蒂默说。但这是有代价的：“我们皮质骨的比重减少，海绵质骨的比重增加，意味着有更多的骨骼组织表面暴露出来。随着我们年事渐高，骨中矿物流失的速度也跟着加快，最终可能导致骨质疏松症，以及臀部和脊椎骨骨折。”