出品：科普我國
制作：之遙科普
監制：我國科學院計算機網絡信息中心
最近各大平臺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
圖片來源：微博@自然男孩兒
這對于沒釣過魚的朋友來說，可能會感覺到不可思議：
把他們“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重量級。
魚哪兒來這么大力氣？體重只有十幾斤的魚為什么能將十倍于自己體重的人拉下水呢？
魚鰭的秘密
魚咬鉤后，人和魚的Battle就是力氣的比拼。人得靠肌肉使勁兒，靠著身體的姿勢來把控方向，而魚的鰭可以同時起到提供力量、調控方向的雙重功能。
作為被定義成終生生活在水里、用鰓呼吸、用鰭游泳的脊椎動物，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例，魚身體表面分布著大小、形狀各不相同的魚鰭，分別為背鰭、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。而胸鰭相當于陸生動物的前肢，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，魚體會左右搖擺不定。
腹鰭相當于陸生動物的后肢，具有協助背鰭、臀鰭維持魚體平衡和輔助魚體升降轉向的作用。背鰭用于保持魚體側立，對魚體平衡起著關鍵作用，若失去，會失去平衡而側翻。
但也有些體形長的魚類，可以通過背鰭和臀鰭協助身體運動，并推動魚兒急速前進。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向前運動；臀鰭還可以協調其她各鰭，起平衡作用。若失去她，魚身會輕微搖晃。魚類的運動與體形和鰭的變化有著非常密切的關系。
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面因素的影響，她和魚本身的大小也相關。一般來說，小魚的爆發力更強，但并不持久，大魚發力較慢，但力氣很大、難以控制，這一點，相信釣魚愛好者們肯定深有感觸哦。
人會蛙泳蝶泳不算啥 魚還會“波浪泳”“噴水泳”呢！
能把釣魚人拽到水里，這和魚兒們都是“水中健將”息息相關。要想做到“如魚得水”，自在游動，魚兒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后，才能游出完美的泳姿。
而魚兒的運動方式有這樣幾種：
(1) 利用軀干部的肌肉收縮和尾鰭的擺動來游泳；
(2) 依靠胸鰭等的擺動劃水運動；
(3) 利用鰓孔向后噴水引起的反作用力使魚體向前游。
實際上，后兩種游泳方式并不常用。胸鰭等的擺動劃水方式一般用于在流水中靜止的情形中。當魚位于流水中保持靜止時，不需要使用尾鰭，胸鰭的擺動產生輕微推力就能讓她們保持靜止；而鰓孔噴水一般只有在遇到危險時，魚兒想要“逃之夭夭”，才會使用。
魚的游動 （圖片來源：wirefax）
魚類利用軀干部的肌肉收縮和尾鰭的擺動來游泳的方式，被稱為波狀擺動推進，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。前進時魚體彎曲，會形成逆前進方向的行波，當行波速度大于前進速度時就會產生向前的推力。
波狀擺動推進又分為鰻鱺模式、鲹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，身體從頭至尾不斷作幅度相同的擺動。
而生活中，最常見的魚兒游泳方式是鲹科模式，在游動過程中，魚體前部分基本不動，從中部開始至魚尾進行擺動，且擺動幅度從中部至魚尾逐漸增大。
月牙尾模式則出現在海豚、鯨魚身上，她們主要通過巨大的月牙形魚尾來實現推進，不斷向前游動。
通過波狀擺動獲得前進動力的魚類，會在身體表面形成一層旋轉的水流，被叫做“渦”。當魚向前運動時，渦會沿著魚身向后滑動，在魚尾處脫落。神奇的是，規律脫落的渦能繼續在水中運動，為魚提供向前游動的推力，這就是“反卡門渦街”現象。
卡門渦街現象（圖片來源：Dr. Maarten Rutgers）
魚的力氣能把人拽水里 是怎么做到的？
有了魚鰭，魚兒有了力氣，也有了控制方向的工具；有了多樣的游泳方式，魚兒才能行動自如。二者為魚兒在與釣者的博弈中化身“大力水手”提供了由內而外的基礎。但除了魚鰭和游泳方法之外，釣魚時“人-魚-釣竿”三者的受力關系也起到了至關重要的作用。
實際上，三者形成了我們熟悉的力學系統——杠桿。當魚咬住魚鉤后，釣魚人將魚竿立起，魚竿、人手、魚就形成了一個杠桿體系。當竿尾觸地時，竿尾與地面接觸點為杠桿支點，兩只手向后發力，魚竿本身為杠桿，竿頭魚線向前發力，杠桿，形成！
魚竿杠桿示意圖（圖片來源：作者自繪）
據圖所示，當魚咬鉤后，人將魚竿提起至與地面成90°夾角，魚受到驚嚇向前運動，會產生兩倍于自身體重的拉力作用在魚線上，非常難以控制，這部分拉力就需要我們用胳膊使勁兒來平衡。
一般來說，釣魚時是坐姿，手握竿位置大約與肩齊平，高度大約為1米。若魚竿長度以5米來計算，通過杠桿原理可以計算得出，人需要付出大約相當于魚體重十倍的力量，才能將魚拉住，這可不是小數字！如果上鉤的魚體重為5KG，那么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面對抗。所以，愛釣魚的小伙伴們注意了，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
當魚咬鉤后，竿子由于各種原理無法立起，人只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，由于人發力方向和魚發力方向基本共線，杠桿作用并不存在，人所需要的拉住魚的力也并不是很大?？墒?，“最輕松的姿勢往往最危險”，這種情況往往是最容易被拉下水的，為什么呢？
圖片來源：釣魚吧
首先，出現“拔河”的狀況，一般是因為魚太大了，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，釣魚人只能用蠻力和魚對抗，真是“巧婦難為無米之炊”。
此外，釣魚時人一般為坐姿，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“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“斗智斗勇”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. 仿鯵科魚尾部推進系統的理論研究[D].江蘇科技大學,2016.
3. 喬曉冬. 魚類游動的N-S方程數值模擬與推進機理探索[D].西北工業大學,2007.
4. 夏全新,魯傳敬,吳磊.魚類波狀擺動推進的數值模擬[J].水動力學研究與進展(A輯),2005(S1):921-928.
