【大纪元3月24日讯】(据中广新闻寇世菁报导)物理学大师伽利略曾提出：动物变大时，骨头形状必须改变，才能维持同样功能，否则大型动物，就必须改变行动方式。
四百年后，台湾国立中兴大学物理学系助理教授纪凯容，透过科学方法证实，哺乳类动物脚底面积不必随体重增加，关键在于足底脂肪垫，富含动物性蛋白质的胶原纤维，除了支撑体重，还提升运动效能，越重的动物，足底脂肪垫越硬，这项研究可提供运动鞋以及鞋垫材料设计时参考。
台湾国立中兴大学物理学系助理教授纪凯容表示，物理学大师伽俐略在著作(关于两门新科学的对话)中，曾两度谈到生物物理学的问题。他指出，当动物骨头的长度增加时，宽度必须不成比例地增加，才能维持相同的功用，否则大型动物的动作，就必须更加小心翼翼，或是改用更强韧的骨骼材料。
但至今多数学者提出和伽俐略不同的意见，他们发现，骨头长度与宽度接近等比例生长，而无论体型大小，骨头或肌肉的材料变化并不大。
纪凯容与美国杜克大学生物学系的 罗丝 教授合作，针对47种脚跟离地的食肉目哺乳动物，体重和脚面积间的相关性进行研究，发现足底脂肪垫富含动物性蛋白质胶原纤维，除了支撑体重外，还具备协调四肢骨骼肌肉，提升运动效率的功能，因此越重的动物，足底脂肪垫就越硬。
这个发现证实伽俐略所说，大型动物使用更强韧的材料，来弥补形态比例上的不足。
(研究狗和猫，脚跟离地的种类，发现脚的面积，增加的速度，和体重增加速度不成比例，脚的面积增加比较慢，愈大动物，相对的脚面积比较小，代表大型生物，脚底承受压力愈大，成分是皮下脂肪，脚底脂肪垫，为何大动物脚底鞋垫不会坏，进一步比较特性，原来虽然组成一样，材料比例改变，愈大动物脚底，放愈多纤维，分担增加的压力，而且让强度硬度都增加。)
兴大这项研究受国际瞩目，获得英国皇家学会刊登在二月出版的学术期刊界面（Journal of the Royal Society, Interface），并受到各国科学媒体如Science Daily的瞩目与报导。
纪凯容说，以常被人们形容为大猫的老虎为例，如果将500公克的轻盈小猫放大成 160公斤 重的壮硕大猫时，没有把脚放大成像犀牛的脚那么大，肯定没跑几步就撑不住。
老虎之所以没有拖着巨大笨拙的犀牛脚，能在丛林里跳跃奔驰，是因为演化巧妙地替老虎选择更硬的鞋垫。纪凯容指出，哺乳动物终其一生只能穿着与生俱来的天然鞋垫，人类却可以不断研发，这个研究成果，可以提供未来设计运动鞋以及选择鞋垫材料上的灵感。
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