哈嘍，朋友們，又到了新的一年，今天是農曆大年初三。2025年是農曆乙巳年，也就是俗稱的蛇年
。
蛇作為華夏文明早期的原始圖騰，是我們祖先眼中的上古神靈，從古至今，蛇以多種形象出現在我們生活中的各方各面。
《白蛇傳》
這一經典故事也是將蛇深深印入了人們的腦海，今年春晚節目《借傘》又將這一故事重新搬上舞臺：
我的童年cp時隔多年又有了售後
當時，雷峰塔鎮壓白娘子的片段賺取了我們不少的眼淚，雷峰塔鎮壓這是法術攻擊，但是現實世界中法術是不存在的。那麼，如果法海透過
當時已有的物理技術/方法
可以
鎮壓住白娘子的真身
嗎？
古代要是建一座塔估計還沒建好，蛇早就跑了，最方便的就是
拿塊粗布（比如毯子）
蓋住，不過這真的可以實現嗎？
要討論這件事，那需要先了解一下
蛇的運動方式和原理
~
蛇的運動方式
首先我們來看一下蛇的運動方式，蛇類的運動都是透過軀體直接完成，主要可分為
蜿蜒運動、直線運動、側向運動和伸縮運動
。
蜿蜒運動
是蛇類最常見的運動方式，也是我們大多數人印象中蛇類爬行的樣子，蛇在粗糙的地面或者水中做出連續的波狀彎曲，利用體側不斷向地面施加壓力，依靠地面的反作用力推動身體前進。
蜿蜒運動
直線運動是一種爬行速度較慢但更加省力的爬行方式，常見於蟒、蚺等體型較大的蛇與蝰科中的一些“蛇中肥宅”，這種直線運動和大眾的認知不太一樣，科學家們也是最近幾十年才揭開了這一未解之謎。
像毛毛蟲一樣的直線運動
側向運動
是一些沙漠棲息的蛇類為適應疏鬆沙地的一種運動方式，蛇彎曲身體使在豎直平面立起呈波浪形，全身只與地面有幾個接觸點。這種運動方式有利於響尾蛇穿過炙熱的沙地或攀爬沙丘。
側向運動
伸縮運動
是蛇在較光滑或較狹窄空間內的一種運動方式，運動時蛇抬起身體前部並儘量前伸，在接觸到某一物體作為支點後，後部身體隨之向前收縮，然後重複該步驟以使身體向前。
伸縮運動
蛇真的沒有腿嗎？
我們熟知的成語“畫蛇添足”似乎已經告訴我們，蛇確實缺少四肢。但是，
蛇的四肢是逐漸演化丟失的還是突然消失或者一開始就沒有的呢
？
在現在的動物世界中，雖然蛇與蜥蜴關係很近，但蛇的形態特殊之處就在於，
蛇類沒有肩帶和附肢
，是四足動物中沒有四肢的類群，這也是其重要鑑別特徵之一。科學家們也一直在尋找蛇類四肢缺失的謎底。
蛇類起源於1.2億年前的白堊紀早期，蛇類的祖先曾和恐龍共同生存，可見其起源古老。隨著科研的進步，古生物學家已陸續發現具有後肢的蛇類化石，越來越多的化石證據已表明
蛇類的四肢是在演化過程中逐漸丟失的
。
有四肢的蛇類化石物種
由此可見，蛇類的四肢演化並不是某一代一蹴而就的，而一代代深思熟慮的結果。而這種有四肢的祖先蛇類的學名被命名為Tetrapodophis，意思是有四條腿的蛇，可謂是真正的“
四腳蛇
”了。
那麼，蛇類將腳進化掉後，它的身上都覆蓋的是什麼呢？為了能夠在多種環境下運動，蛇進化出了
具有適應環境特點的鱗片
。透過顯微鏡我們可以發現，
陸棲地上生活的蛇類具有高度分化、尺寸寬大且發達的單排覆瓦狀排列的鱗片
。這些鱗片是由角質構成的，可以保護蛇的身體。
不同品種蛇的鱗片
另外，在蛇的腹部，有一些
特殊的鱗片
，叫做“
腹鱗
”，
腹鱗在蛇運動過程中起到了重要作用
。科學家們透過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察力不同品種蛇鱗片的表面微觀結構。
不同品種蛇的腹鱗表面微觀結構
影像顯示，
鱗片的表面存在形態各異且排布規律的微凸體結構
，可改變區域性的相對滑動方向和速度，並且這些結構以一定傾角定向分佈排列朝向蛇尾，而這種獨特的跨尺度結構特徵差異由蛇的品種類別和生活環境共同決定，進而影響蛇腹鱗摩擦效能。
原子力顯微鏡下的脊蛇鱗片表面形貌
光靠鱗片就能運動嗎？
根據我們上面的介紹，現在的蛇沒有腿，那麼它們又是怎麼運動的呢？光靠鱗片就可以嗎？
我們就以比較常見且簡單的
蜿蜒運動和伸縮運動
為例，來簡單分析一下吧~
首先分析一下
蜿蜒運動
。蛇的軀幹上每一個背椎骨都有一對弧形的肋骨，每一根肋骨各有一對肌束連到鱗片上。椎骨在肌肉的作用下可以左右轉動，調整肋骨活動，改變腹鱗與地面的接觸方向和麵積，給地面施加側向壓力。
蛇的骨骼圖（小編簡筆畫版）
接著我們來簡單地
受力分析
一下：
假定開始運動時，小白蛇呈一條直線。開始運動時，A點以前的部分想透過體內肌肉的作用拉後面部分向前，由此，蛇在A點給地面一個側向壓力，並受到地面一個向前的靜摩擦力
fA。這個fA恰好等於A點以後部分身體對前面部分的拉力FA
，因而A點以前的部分蛇體不移動，並且透過肌肉的收縮把AB段拉彎曲，把B點以後的部分向前拖動一段距離。
地面同樣也給了蛇的一個向前的靜摩擦力
fB
，使蛇體在B點部分不動，透過肌肉作用使AB部分伸直，推動A點以前部分向前運動，同時，再透過肌肉的收縮使得B點以後彎曲。這樣，蛇就可以以蜿蜒運動的形式前進了。
蜿蜒運動的簡化版受力分析
而對於
伸縮運動
，這是蛇一般在狹窄空間或者光滑表面的一種常見的運動方式。
由於表面較光滑，由體側壓力（全靠肌肉作用）所產生的壓力較小，因而受到的最大靜擦力也較小，不能透過肌肉收縮把蛇拉彎。而
伸縮運動中的靜摩擦力
，是由於肋骨與腹鱗間肋皮肌的收縮，使寬大的腹鱗豎立，支援於地面產生的，
因而較大
。
可以看出，在蛇的運動中有
兩個因素
比較重要：
（1）蛇的某一部分必須受到地面給它的
靜摩擦力
的作用；
（2）在整個運動過程中，蛇的肌肉必須發揮作用，使蛇體彎曲、收縮或伸長，改變鱗片與地面的接觸方向和麵積，調整鱗片對地面的壓力，從而
改變摩擦力
。
那麼，摩擦力究竟是如何透過鱗片改變的呢？這就要靠鱗片表面的微凸起結構了。
（1）微凸起結構
大多呈現倒刺或者鋸齒形
，這有助於蛇在移動時更好地“抓住”地面，比如根據我們上面分析的蜿蜒運動，微凸起有助於蛇使用較少的力氣就能夠移動。
（2）微凸起結構使得
摩擦力具有各向異性
。科學家們透過微摩擦計對不同品種蛇的腹鱗進行了研究，發現了鱗片表面規則排布的微凸起結構具有摩擦各向異性，比如沿體軸方向滑行和反向滑行時表現出不同的摩擦係數，在前進時摩擦係數較小，很容易運動，而後退時摩擦係數較大，摩擦力很強。
球蟒與紅尾蚺不同軀體部位腹鱗的摩擦係數
同時，
鱗片的剛度
對鱗片的摩擦效能有較大的影響，基底越軟，可以增加鱗片和基底的實際接觸面積，增加摩擦阻力。
（3）適應不同環境，不同地形的摩擦力需求也會促使
蛇的鱗片結構出現微調
。例如，在溼滑的地面上，脊蛇的微凹槽陣列排列十分密集，從而形成了非常薄的網格狀的凸起薄壁，這種微奈米級別的凸起薄壁實現了與泥土之間最少的接觸，從而實現了在泥土中的高效減阻。
鱗片的特點有什麼應用？
在材料效能確定的情況下，尤其是針對高分子彈性材料，想要透過結構設計達到減摩效果的最直接辦法就是儘量減少兩介面之間的有效接觸面積，其中仿
脊蛇鱗片表面微結構陣列設計是一種有效的減摩設計方法
。
那麼，如果想要實現兩介面之間的增摩或增黏，是不是需要增大它們之間的有效接觸面積呢？這個問題為仿生摩擦學的研究打開了新的思路。
仿脊蛇鱗片表面微結構陣列的設計過程
最後，我們一起來分析下
毛毯“封印”蛇
的可能性：
毛毯的特點在於
質地柔軟、表面結構不規則
等特點。
蛇在上面爬行時，因為接觸面太過柔軟，
蛇和毛毯的接觸面積大大增加，使得摩擦力較強
，並且身體也容易陷入毛毯中。
同時，珊瑚絨的毛絨結構是不規則的，且高度不均勻。這個不規則的表面會導致蛇在移動時出現不同的摩擦力點，使得
蛇的鱗片難以找到均勻的摩擦點來推動自己
。
因此，如果將大小合適的蛇放在毛毯上還是有可能使得它在原地不斷卡bug的，不過這還是要考慮具體情況的（比如要是巨蟒，那小小毛毯絲毫不起作用）
所以，像白娘子的真身——白色蟒蛇，應該不會被壓住（我的cp保住了！）
參考文獻：
[1]蘇以吉.蛇的鱗片[J].生物學教學,2021,46(10):82.
[2]吳德林.蛇運動的動力[J].重慶師範學院學報(自然科學版),1991,(01):89-92.
[3]胡嵩.三種蛇腹部蛻鱗結構摩擦效能及其仿生研究[D].吉林大學,2023.