精子被发现违反定律——牛顿第三运动定律

从平衡岩石到宋飞传公寓，再到现在的人类精子，各种各样的事物都违反了（或似乎已经违反了）物理定律。 最新的违法者正在违反牛顿第三运动定律，在游泳时扭曲自己的身体，而不会引起周围环境的任何反应。

牛顿第三定律指出，当一个物体对另一个物体施加力时，第二个物体会施加一个大小相等且方向相反的力。 换句话说：“对于每一个动作，都会有一个相等且相反的反应。” 然而，对于精子等生物游泳者来说，情况可能并非如此。

在一项新研究中，科学家分析了 衣藻属 藻类和人类精子细胞的数据确定了非互惠的机械相互作用，他们称之为“个体可塑性”，这与牛顿第三定律相矛盾。

两个都 衣藻属 精子细胞使用称为鞭毛的毛发状附属物来移动。 它们从细胞中伸出，几乎像一条尾巴，当它们与周围的液体相互作用时，通过改变形状来帮助推动它们前进。 它们以非互惠的方式这样做，这意味着它们不会从周围环境中引起相等且相反的反应，因此违反了牛顿第三定律。

然而，鞭毛的灵活性并不能完全解释细胞如何能够移动，这就是奇怪的灵活性发挥作用的地方。 这使得细胞能够振动鞭毛，而不会在周围环境中消耗太多能量，否则会抑制它们的运动。 。

细胞的个体弹性程度（或个体弹性模量）越高，鞭毛在没有明显能量损失的情况下波动得越多，因此细胞就越有能力以一种违反物理学的方式向前移动。

精子和藻类并不是唯一有鞭毛的细胞——许多微生物都有鞭毛（它们可以让细菌看起来像在打小鼓）——这意味着可能会发现另一种违反规则的情况。 该研究背后的团队表示，理解和分类细胞或其他能够进行非往复运动的生物体的能力可能非常有用。 新世界。

该研究的作者之一、日本京都大学的石本健太 (Kenta Ishimoto) 表示，他们的方法还可以帮助设计小型灵活的机器人，这些机器人有可能打破牛顿第三定律。

此外，作者在结论中解释说，可以计算任何闭环系统的单个弹性模量，这意味着它可以应用于广泛的生物数据，包括活性弹性膜和体动力学。

违反法律从来没有帮助。

该研究发表于 凯悦PRX。