运动学与动力学

看一段某人跑步的影片，你能描述所见的一切：膝盖弯得多快、踝关节的角度、脚划过的轨迹。但单凭影片，你永远看不到力——脚以多大的力砸向地面、肌肉必须拉出多大的力。生物力学正是把运动拆成这两个问题：动作看起来如何，以及是什么力造成了它。

运动学是对运动本身的描述，不涉及造成它的力——位置、角度、速度和加速度。它回答「发生了什么」：膝关节屈到60度、脚以这样的速度摆过去。动力学则研究产生该运动、或由该运动产生的力与力矩——地面的推力、肌肉的拉力、关节上的负荷。它回答「是什么使其发生」。一个简单的区分办法：运动学是慢动作录像能给你看的；动力学则需要测力板或计算，因为力是看不见的。同样可见的动作可以由截然不同的内部力产生，这就是为什么两个人可以走出看起来一模一样的跛行，原因却完全不同。

两者都需要，混淆它们会误导治疗。一个小孩和一个成人可能呈现相同的运动学步态模式，但加载在小关节上的力（动力学）相差悬殊。术后的膝关节看起来弯曲正常（运动学良好），而控制它的肌肉力量（动力学）却仍远不足以安全地爬楼梯。运动学告诉你问题的形状、且易于观察；动力学告诉你原因和负荷，并常常解释为何一个看起来没问题的动作其实仍不安全或不高效。