輕鬆簡讀版：
- 人體可以類比成(倒)單擺系統{圖1.}，單擺系統的機械目的就是保持直立物體的平衡佇立，因為單擺系統能對來自各方向的力作出反應。
- 平衡是來自於人體的本體感覺、動作與反射的整合，因此對正常人來說這是與生俱來的功能。
- 重力一定是垂直向下的，我們將坐落於人體骨盆內的重心與假想的重力垂線連起來，能發現重心點在地面的位置會坐落於雙腳中間。 {圖2.}
- 支撐基底為將雙腳觸地的區域畫線圍起來(腳尖連腳尖，腳跟連腳跟)，平衡站立的人的重心垂線會正好落在此面積之中。 {圖3.}
- 對健康的正常人來說 支撐基底越寬闊越站得穩；但還是要考量到自身活動度是否能承受過寬的站距。 [註3.]
- 重心不會是固定在身體裡面的一點，它會因應人體動作而移動位置，也因此能有重心在人體外的情況。 {圖4.} {圖5.}
- 維持平衡就是維持重心於支撐基底內，但是就連安穩站著的人體都會因心跳或風吹草動而產生軀幹晃動，此時身體部位就會提供穩定幫助，例如足踝穩定策略。
前言:
大多數的失衡都是發生在動作中，而平衡則是當然地能發生在動作和靜態中，生物力學家把站立時的人體給類比成是(倒)單擺系統{圖1.}*(註2.) ((Inverted) Pendulum System, 看下方”註解”的影片助於理解) [1]。
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單擺系統的目的就是保持直立物體的平衡佇立，腳踝可以比喻成是單擺系統的支點旋轉軸(axis of rotation)、足底是台車、腳踝以上部位及為擺桿；當人體重心向前後擺動時，足踝系統會有相當快的反應讓人保持平衡以免跌倒。
平衡是來自於人體的本體感覺、動作與反射的整合；容易失衡可能是隨年紀產生，有人是因缺乏肌力而年久失修、也有人是耳蝸前庭系統(vestibular system)受損導致身體無法維持平衡， 總之這是正常的青壯年人不需擔心的問題，而持續有運動訓練習慣的人在平衡覺上也較優，也能預防老化帶來的影響[4]。
重心與支撐基底(base of support, BOS)
人是運動方式及骨骼排列皆非常獨特的直立生物，顯然是為了達成平衡站立才會長成這樣，也因此人的重心(COM or COG)位於骨盆內。 由於重力(gravity)是垂直向下的，我們將重心與假想的重力垂線連起來，能發現重心點(COG)在地面的位置會坐落於雙腳中間 {圖2.} [2, 3]。
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有趣的是，我們將雙腳著地的區域連線，圍起來的區域被稱為支撐基底(BOS)*(註3.)，最直接的定義是身體與地面接觸的區域 {圖3.}。
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支撐基底是人定義的假想空間，一個平衡佇立的人，他的重心會正好落在支撐基底圍起來的面積之中，重心越靠近支撐基底的中心(矩形的重心)則代表此人穩如泰山定如磐石；若重心偏離支撐基底越多則越搖搖欲墜。
相關研究指出，對健康的正常人來說 支撐基底越寬闊越站得穩。 支撐基底大小受到站距影響，雙腳站得越寬面積越大；若以更動態的走路來說，答案也是一樣，雙腳站距稍寬的人走得較穩*(註4.) [4]。例如: 女性在懷孕時，站立中的雙腳間距會因體態的改變而變寬，進而加大了支撐基底，但是在孕期結束後，變寬的雙腳間距即會恢復正常 [5]。也有研究發現，容易跌倒的老人大多都有雙腳間距靠近使支撐基底變小的狀況 [6]。
一個人在站立或行走時的支撐基底是可以透過訓練站姿或步距而改變的，只是站越寬不代表越穩，畢竟這對正常人來說是完全沒必要優化的項目，使用自己與生俱來的舒適方式最實在 [4]!
重心的不固定性
靈動的人體讓重心不會永遠在固定的一點，而是會隨姿勢不同而改變，甚至也會有重心跑出身體外的情況 {圖4.}，從上一段得知重心跟支撐基底的相互關係後，我們能進一步簡化成重心垂線有無通過支撐基底的面積之中，這是人體初步平衡的條件，若重心超出支撐基底之外，跌倒的可能性就非常大了。 另外，重心也會有離開身體內部的情況，例如: 雙腿伸直並彎腰以手掌貼地的動作時，重心會在身體外，但是重心只要在支撐基底內就不會跌倒。
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重心不會永遠在固定的一點的概念早在百年前就被研究提出，而在1967年有一篇出自《自然 (Nature)》的期刊論文才終於用了在當時很精密的技術確定一般人的重心在支撐基底之中的位置，更確認人就算靜止不動的站立著，重心依舊會有小幅度的移動，就像是貪食蛇在螢幕中移動的樣子{圖5.} [7]；儘管是安靜地站著，人體也會用最小努力來維持平衡，才會讓在支撐基底內的重心有非常細微的晃動，不然隨即會應聲而倒，這個現象有經歷過反覆驗證都才會被寫入教科書沿用至今。
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因此，重心與人體站立時的支撐基底是會相互影響的，我在這邊引述一篇2012年來自政大體育研究期刊的部分內容 [8]:
「探討動作平衡現象的研究中，常以重心(COG)與代表支點的支撐基底(BOS)或足底壓力中心 (center of pressure, COP) 之相互關係作為分析的要素。 靜態平衡能力便可視為在靜態動作中維持重心投影點在支撐基底內或使其與足底壓力中心的偏移量越小的能力，人體在靜態平衡的維持上通常會因應重心位移的大小，並藉由軀幹與下肢肌肉活動使用不同的平衡策略以維持重心在支撐基底內，如：髖關節策略、踝關節策略，以控制重心與壓力中心的變化。」
這篇提到的內容包括身體在靜態站立時，就算上半身有任何動作，只要自己的重心沒偏離支撐基底就能保有站立時的平衡，而平衡的調整是來自身體肌肉的平衡策略，就包含前言中提到的足踝關節；在參考資料7的內容中就有提到身體的重心點不會只是一個定點，他會隨著身體的移動有略為偏移的現象，人體做出的所有平衡反應就是要減少重心的移動 !而腳底壓力中心更代表單一腳掌(或雙腳掌)受力的壓力集中點，重心與腳底壓力中心會有著非常奇妙的相互影響關係，例如: 重心向前方偏移會讓身體產生反應，使腳部的蹠屈肌(plantar flexor)出力抵抗向前傾倒的力量，並讓腳底壓力中心(COP)往前腳掌移動，此時剛好能平衡並在出力過程中漸漸將COG向後帶[1]。 這些概念其實大家只要看看 {圖4.}的各個例子就能感同身受了!
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{圖6.} 呈現重心(COG)、支撐基底(BOS)和腳底壓力中心(COP)的示意圖[1]。
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[註1.]: 分享一個影片給大家，相信大家可以靠這影片了解重心的概念，這影片是柔道在做過肩摔時的力學分析!!!
JUDO TECHNIQUES: Base of support / Center of gravity explained: https://www.youtube.com/watch?v=SX0gzfXNWqo
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為何講了這麼多還不教怎麼找到重心或是怎麼感覺到重心? 因為這是完全沒必要的! 我們出生後能正常爬行、走路和跑步，即是我們有良好維持重心，這事情是不需要教學的，因為這是動物的本能； 因此測定個人的重心與優化日常活動時的支撐基底是完全沒必要的，大眾還是保持自己習慣的生活方式最好，若有問題則建議去請求醫學專業協助。
雖然找到重心點和優化支撐基底對正常人的生活毫無幫助，但是對於腳穩定紮地的槓鈴運動來說，訓練自己維持重心位置與優化支撐基底卻是非常重要的，這會在下一篇大致跟讀者說明意義何在，只是槓鈴訓練會因不同動作與個體差異有不同的需求，所以也不會教大家怎麼調整 (若對槓鈴訓練或肌力與體能訓練有興趣的讀者可以來找資深教練或找我學習)。
*[註2.]: 倒單擺系統 為一擺桿狀物體在固定旋轉軸(支點)的推車上{圖1.}，當有外力或系統控制其產生動作時，重力與外力造成的加速度會使這物體不斷地擺盪，但是推車卻會跟著擺盪一起移動以抵銷過大的傾角與角速度，目的就是保持穩定；當沒有作用力時，擺桿狀物體處於垂直平衡的位置。
倒單擺(PLC控制_20160619): https://www.youtube.com/watch?v=QKnw_jXSgB4
*[註3.]: 在期刊論文中常見的支撐基底測量方式都是以兩腳根的間距作為寬度，即為站姿寬度也被定義成是兩腳跟的寬度。
*[註4.]: 支撐基底的面積越大雖然代表越穩，但是不能忽視骨盆本身的寬度與自身髖關節活動度。雖然稍寬的支撐基底助於行走時更平衡，但是跳脫本身舒適姿勢可能會引發身體的不適應(痠痛、疲勞)，甚至造成後續問題。
參考資料：
- Kirby KA. (1997-2002) Foot and Lower Extremity Biomechanics II: Precision Intricast Newsletters. Precision Intricast, Inc., Payson, AZ, 2002, 133-136.
or
Kirby KA. (2000). Maintenance of Balance in Relaxed Bipedal Standing. https://www.facebook.com/kevinakirbydpm/posts/665576690206244 {圖 左} - Tomycz ND, Okonkwo DO. (2015). Diagnosis and Management of Thoracic Spine Fractures. Clinical Gate.
- Moore KL, Agur AMR, Dalley AF. (2013). Clinically Oriented Anatomy, 7th [圖2.]
- Krebs DE., Goldvasser D, Lockert JD, Portney LG, Gill-Body KM. (2002). Is Base of Support Greater in Unsteady Gait? Physical Therapy, 82(2), 138–147.
- Jang J, Hsiao KT, Hsiao-Wecksler ET. (2008). Balance (perceived and actual) and preferred stance width during pregnancy. Clinical Biomechanics, 23, 468–476.
- Swanenburg J, Nevzati A, Mittaz Hager AG, de Bruin ED, Klipstein A. (2013). The maximal width of the base of support (BSW): Clinical applicability and reliability of a preferred-standing test for measuring the risk of falling. Archives of Gerontology and Geriatrics, 57(2), 204–210.
- Morgan PG, Watkins R. (1967). Centre of gravity movement in the standing human body. Nature, 215(5098), 324-325. {圖}
[註]: 這篇文章短短的，雖然年代久遠但是值得一看。 - 吳唯平、王令儀。(2012)。運動與平衡。政大體育研究，21，73+75-89。
[註]: 這篇文章我引述的部分有不影響本意稍作刪減，而翻譯不同的部分有做校對。
彎槓訓練營: 肌力、速度與體能訓練 
很棒 謝謝
讚讚