最近各大平台釣魚的視頻非常火熱。除了大佬爆竿的視頻之外，普通釣友“翻車”的視頻也很受歡迎：一百多斤甚至兩(liang) 百多斤的釣魚人，動不動就被魚給拽下水了！

釣魚者被拉下水 （圖片來源：lovehhy.net）

圖片來源：微博@自然男孩兒(er)

圖片來源：微博@自然男孩兒(er)

這對於(yu) 沒釣過魚的朋友來說，可能會(hui) 感覺到不可思議：

把他們(men) “拉下水”的魚，可能是幾十斤甚至才十幾斤，和人相比根本不是一個(ge) 重量級。

魚哪兒(er) 來這麽(me) 大力氣？體(ti) 重隻有十幾斤的魚為(wei) 什麽(me) 能將十倍於(yu) 自己體(ti) 重的人拉下水呢？

Part.1

魚鰭的秘密

魚咬鉤後，人和魚的Battle就是力氣的比拚。人得靠肌肉使勁兒(er) ，靠著身體(ti) 的姿勢來把控方向，而魚的鰭可以同時起到提供力量、調控方向的雙重功能。

作為(wei) 被定義(yi) 成終生生活在水裏、用鰓呼吸、用鰭遊泳的脊椎動物，魚類包括圓口綱、軟骨魚綱和硬骨魚綱等三大類群。

魚的外觀

（圖片來源：人教版生物必修一）

以生活中常見的硬骨魚為(wei) 例，魚身體(ti) 表麵分布著大小、形狀各不相同的魚鰭，分別為(wei) 背鰭、胸鰭、腹鰭、臀鰭、尾鰭，一般常見的魚類都具有上述的胸、腹、背、臀、尾等五種鰭。

其中，尾鰭在提供前進的動力的同時，也決(jue) 定著前進的方向。如果失去尾鰭，魚類就無法改變行進的方向了。而胸鰭相當於(yu) 陸生動物的前肢，對魚類具有運動、平衡和掌握運動方向的機能，當魚失去胸鰭時，魚體(ti) 會(hui) 左右搖擺不定。

腹鰭相當於(yu) 陸生動物的後肢，具有協助背鰭、臀鰭維持魚體(ti) 平衡和輔助魚體(ti) 升降轉向的作用。背鰭用於(yu) 保持魚體(ti) 側(ce) 立，對魚體(ti) 平衡起著關(guan) 鍵作用，若失去，會(hui) 失去平衡而側(ce) 翻。

但也有些體(ti) 形長的魚類，可以通過背鰭和臀鰭協助身體(ti) 運動，並推動魚兒(er) 急速前進。如帶魚的背鰭、電鰻的臀鰭、海鰻的背鰭和臀鰭都能推動魚體(ti) 向前運動；臀鰭還可以協調其它各鰭，起平衡作用。若失去它，魚身會(hui) 輕微搖晃。魚類的運動與(yu) 體(ti) 形和鰭的變化有著非常密切的關(guan) 係。

魚鰭是魚類運動最主要的動力來源。當然，魚的力氣大小受到多方麵因素的影響，它和魚本身的大小也相關(guan) 。一般來說，小魚的爆發力更強，但並不持久，大魚發力較慢，但力氣很大、難以控製，這一點，相信釣魚愛好者們(men) 肯定深有感觸哦。

Part.2

人會(hui) 蛙泳蝶泳不算啥

魚還會(hui) “波浪泳”“噴水泳”呢！

能把釣魚人拽到水裏，這和魚兒(er) 們(men) 都是“水中健將”息息相關(guan) 。要想做到“如魚得水”，自在遊動，魚兒(er) 還得在通過魚鰭獲取力量的基礎上，組合出不同的運動方式後，才能遊出完美的泳姿。

而魚兒(er) 的運動方式有這樣幾種：

(1)利用軀幹部的肌肉收縮和尾鰭的擺動來遊泳；

(2)依靠胸鰭等的擺動劃水運動；

(3)利用鰓孔向後噴水引起的反作用力使魚體(ti) 向前遊。

實際上，後兩(liang) 種遊泳方式並不常用。胸鰭等的擺動劃水方式一般用於(yu) 在流水中靜止的情形中。當魚位於(yu) 流水中保持靜止時，不需要使用尾鰭，胸鰭的擺動產(chan) 生輕微推力就能讓它們(men) 保持靜止；而鰓孔噴水一般隻有在遇到危險時，魚兒(er) 想要“逃之夭夭”，才會(hui) 使用。

魚的遊動

（圖片來源：wirefax）

魚類利用軀幹部的肌肉收縮和尾鰭的擺動來遊泳的方式，被稱為(wei) 波狀擺動推進，大部分的魚類和水生哺乳動物（鯨魚、海豚等）都采用這樣的方式。前進時魚體(ti) 彎曲，會(hui) 形成逆前進方向的行波，當行波速度大於(yu) 前進速度時就會(hui) 產(chan) 生向前的推力。

波狀擺動推進又分為(wei) 鰻鱺模式、鯵科模式和月牙尾推進模式。

典型的鰻鱺模式就像水蛇在水中前進一般，身體(ti) 從(cong) 頭至尾不斷作幅度相同的擺動。

而生活中，最常見的魚兒(er) 遊泳方式是鯵科模式，在遊動過程中，魚體(ti) 前部分基本不動，從(cong) 中部開始至魚尾進行擺動，且擺動幅度從(cong) 中部至魚尾逐漸增大。

月牙尾模式則出現在海豚、鯨魚身上，它們(men) 主要通過巨大的月牙形魚尾來實現推進，不斷向前遊動。

通過波狀擺動獲得前進動力的魚類，會(hui) 在身體(ti) 表麵形成一層旋轉的水流，被叫做“渦”。當魚向前運動時，渦會(hui) 沿著魚身向後滑動，在魚尾處脫落。神奇的是，規律脫落的渦能繼續在水中運動，為(wei) 魚提供向前遊動的推力，這就是“反卡門渦街”現象。

卡門渦街現象

（圖片來源：Dr. Maarten Rutgers）

Part.3

魚的力氣能把人拽水裏

是怎麽(me) 做到的？

有了魚鰭，魚兒(er) 有了力氣，也有了控製方向的工具；有了多樣的遊泳方式，魚兒(er) 才能行動自如。二者為(wei) 魚兒(er) 在與(yu) 釣者的博弈中化身“大力水手”提供了由內(nei) 而外的基礎。但除了魚鰭和遊泳方法之外，釣魚時“人-魚-釣竿”三者的受力關(guan) 係也起到了至關(guan) 重要的作用。

實際上，三者形成了我們(men) 熟悉的力學係統——杠杆。當魚咬住魚鉤後，釣魚人將魚竿立起，魚竿、人手、魚就形成了一個(ge) 杠杆體(ti) 係。當竿尾觸地時，竿尾與(yu) 地麵接觸點為(wei) 杠杆支點，兩(liang) 隻手向後發力，魚竿本身為(wei) 杠杆，竿頭魚線向前發力，杠杆，形成！

魚竿杠杆示意圖

（圖片來源：作者自繪）

據圖所示，當魚咬鉤後，人將魚竿提起至與(yu) 地麵成90°夾角，魚受到驚嚇向前運動，會(hui) 產(chan) 生兩(liang) 倍於(yu) 自身體(ti) 重的拉力作用在魚線上，非常難以控製，這部分拉力就需要我們(men) 用胳膊使勁兒(er) 來平衡。

一般來說，釣魚時是坐姿，手握竿位置大約與(yu) 肩齊平，高度大約為(wei) 1米。若魚竿長度以5米來計算，通過杠杆原理可以計算得出，人需要付出大約相當於(yu) 魚體(ti) 重十倍的力量，才能將魚拉住，這可不是小數字！如果上鉤的魚體(ti) 重為(wei) 5KG，那麽(me) 就需要釣魚者瞬間使出50KG的力量來保證自己不被魚拉下水。

當然，上述情況建立在釣魚人用蠻力“硬拉”的情況下。實際釣魚中，可以通過“8字溜魚”等技巧來減少和魚正麵對抗。所以，愛釣魚的小夥(huo) 伴們(men) 注意了，用蠻力硬拉很可能斷線斷竿，甚至被魚拉下水哦！

圖片來源：微博@自然男孩兒(er)

當魚咬鉤後，竿子由於(yu) 各種原理無法立起，人隻能通過變成水平方向的魚竿來拉魚，這樣的情景被稱作“拔河”。此時，由於(yu) 人發力方向和魚發力方向基本共線，杠杆作用並不存在，人所需要的拉住魚的力也並不是很大。可是，“最輕鬆的姿勢往往最危險”，這種情況往往是最容易被拉下水的，為(wei) 什麽(me) 呢？

圖片來源：釣魚吧

首先，出現“拔河”的狀況，一般是因為(wei) 魚太大了，魚竿無法保持直立，此時若想拉住魚所需的力量本身就很大；再者，魚竿被拉直時，人的手臂也被拉直了，無法發力，很多溜魚的技巧就無法施展，釣魚人隻能用蠻力和魚對抗，真是“巧婦難為(wei) 無米之炊”。

此外，釣魚時人一般為(wei) 坐姿，此時在水平方向上人的著力點太少了，即使有力也使不出，因此在“拔河”的情況下，人很容易被魚拉到水中，從(cong) “你釣魚”變成“魚拽你”。

在熟知“人-魚-釣竿”的力學原理上，運用適當的“溜魚”技巧不但能讓咬鉤幾率增加，還能降低將魚拉上岸的難度。總而言之，釣魚是一項和魚兒(er) “鬥智鬥勇”的運動，用蠻力可是很難在和魚的拉鋸戰中取勝。

參考文獻:

1.丁進. 尾鰭空間擺動推進理論研究[D].江蘇科技大學,2018.

2.朱君. 仿鯵科魚尾部推進係統的理論研究[D].江蘇科技大學,2016.

3.喬(qiao) 曉冬. 魚類遊動的N-S方程數值模擬與(yu) 推進機理探索[D].西北工業(ye) 大學,2007.

4.夏全新,魯傳(chuan) 敬,吳磊.魚類波狀擺動推進的數值模擬[J].水動力學研究與(yu) 進展(A輯),2005(S1):921-928.

出品：科普中國

製作：之遙科普

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

（本文中標明來源的圖片已獲得授權）

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