孩子们，小小的个儿，
脆脆的骨骼；
若要长得壮些，
务必走得慢些。
——史蒂文森，《童诗园》
当然，儿童的骨骼也没那么脆，[14]史蒂文森不过是在文绉绉地胡扯。在胚胎阶段，骨骼一开始是胶原蛋白或软骨，强韧但刚度不太高（弹性模量约为600 MN/m2）。随着胎儿的发育，胶原蛋白靠骨单位这种精细的无机纤维加固。骨单位主要是由石灰和磷形成的，化学式近似为3Ca3（PO4）2·Ca（OH）2。在完全加固的骨骼中，弹性模量增长为原来的30倍左右，约为20000 MN/m2。但是，我们的骨骼在出生后的相当长时间里才会完全钙化。虽然年幼的孩子易受机械创伤，但大体上他们的骨骼更倾向于回弹而非断裂，就像在任何滑雪坡上可看到的那样。
同软组织相比，所有骨头都比较脆，它们的断裂功似乎比木材的还小。这种脆度限制了大型动物能承受的结构性风险。我们在探讨船舶和机械的相关方面时已经指出，临界格里菲斯裂缝长度是一个绝对而非相对的距离，即对老鼠和对大象来说它都是一样的。此外，所有动物骨骼的强度和刚度都差不多。如此看来，能被视为适度安全的最大动物体形似乎与人或狮子比较接近。老鼠、猫或健壮的人都能安然无恙地跳下桌子；但如果说一头大象也可以，显然很可疑。事实上，大象必须非常小心，很难见到它们像羔羊或小狗那样跳过篱笆。真正巨大的动物，像鲸鱼，始终待在海里。马似乎是个有趣的例子：据推测，原始的小型野马不常骨折，但现在人类驯养的马已经大到足以驮人而不知疲倦，这些可怜的动物似乎经常折断腿。
众所周知，老人特别容易骨折，这常常被归因于年龄增长带来的骨骼脆化。骨骼脆化无疑对骨折起到了推波助澜的作用，但它并非最重要的因素。据我所知，没有可靠的数据支持骨骼的断裂功随年龄变化的说法，而抗拉强度从25岁到75岁只下降了约22%，看起来并不是大幅降低。思克莱德大学的保罗教授（J.P.Paul）告诉我，他的研究表明，老人骨折的一个更重要的诱因是逐渐失去了对肌肉拉伸的神经控制。比如，突发的惊吓可能导致肌肉收缩。当这种情况发生时，病人会倒在地上，或者倒在某些障碍物上，以至于骨折被错误地归咎于跌倒而不是肌肉痉挛。据说某些非洲的鹿被狮子吓一跳时，它们的后腿也会发生类似的骨折。
【注释】
[1]1英尺磅≈1.36焦耳。——编者注
[2]1焦耳=107尔格≈6.24×1018电子伏特≈0.738英尺磅≈0.239卡路里。注意，1焦耳大约为一个普通苹果从一张普通桌子掉落到地面上释放的能量。
[3]因为滑下坡时的人体耗氧量据说比其他任何活动都高，肌肉也必须消耗大量能量。但是，大部分被肌肉吸收的能量不可回收，因此以肌腱来存储弹性应变能无疑是首选。(www.xing528.com)
[4]当然，图5-2和图5-4只是示意图。拉力图一般不会是直线，但适用的原理都一样。
[5]但弩的射速比不上手弓。例如，英格兰长弓每分钟可以射出14支箭，若集体使用，可形成非常可怕的箭云或箭幕。据计算，在阿金库尔战役中，约有600万支箭被射出。
[6]最近在塞浦路斯库克里亚的发现表明，5世纪时军用投石机就已存在，尽管关于它们的一切尚属未知。不管怎样，狄奥尼西乌斯的办法似乎是应对该难题的第一个“科学”途径。
[7]这可能源自古代船舶使用的“西班牙绞盘”，见第11章。
[8]在1940年的纳粹入侵恐慌中，英国的本土志愿军制造使用了两种罗马弩炮，旨在向德国坦克发射汽油弹。但是，这两种投石机的射程大约只有其古典原型的1/4，它们的设计者很可能并没有仔细地研读维特鲁威的手册。
[9]实际上，锚索和纤绳的大部分回弹性都来自使它们下垂的自身重量。这是选择重缆或重链而非轻得多的有机绳索的原因之一。
[10]拉开原子实际所需的“真实”或理论最大拉应力的确非常强，远大于借助普通抗拉测试确定的“实际”强度。
[11]1955年，美国哥伦比亚广播公司（CBS）推出了一档知识竞赛节目，名为《64000美元的问题》。——编者注
[12]这通常和“自由表面能”是一样的，它与液体和固体的表面张力紧密相关，而且在材料科学方面的探讨中经常被提及。
[13]也许有人认为Lg对应于图上的OY，但稍想一下就会发现情况并非如此。我们需要将负的能量值ZX注入该系统以使裂缝继续扩展，它代表了安全边际或能量阈值（事实上，它才是真正的“安全系数”）。
[14]在有些医疗条件下，年轻人的骨骼变得非常脆，但这种情况很罕见。一位骨外科医生告诉我原因尚未知。
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