我们都知道，牛顿的三大运动定律是物理学的基础，它们描述了物体和力之间的关系。

其中，第三定律可以简单地概括为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。这意味着自然界中存在着一种对称性，即相互作用的两个物体会受到相等的反作用力。

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然而，自然界并不总是遵循这种对称性。有些系统是不可逆的，也就是说，它们的运动状态取决于时间的方向。

例如，鸟群、液体中的粒子，以及游动的精子，都是这样的不可逆系统。它们的运动方式显示出了与后方的动物或周围的流体之间的不对称相互作用，从而绕过了牛顿第三定律的限制。

那么，精子是如何违反牛顿第三定律的呢？最近，日本京都大学的数学家石本健太和他的同事们，通过研究精子和其他微小的生物游动者，揭示了它们是如何在粘性流体中滑行的。他们的研究发表在2023年10月的《物理评论快报》上。

精子和一种叫做衣藻的单细胞藻类，都是利用细长的鞭毛来游动的。鞭毛是从细胞体上伸出的弯曲的附属物，它们会改变形状，或者说变形，来推动细胞前进。

高粘性的流体通常会消耗鞭毛的能量，阻止精子或衣藻的移动。

然而，这些弹性的鞭毛却能够在不引起周围流体反应的情况下，驱动这些细胞前进。

研究人员发现，精子的尾巴和衣藻的鞭毛具有一种“奇异弹性”，这使得这些灵活的附属物能够在不损失太多能量的情况下，摆动起来。

但是，这种奇异弹性并不能完全解释鞭毛的波动运动所产生的推进力。

因此，研究人员还从他们的模型中推导出了一个新的术语，即“奇异弯曲模量”，来描述鞭毛的内部力学。

“从可解的简单模型到衣藻和精子细胞的生物鞭毛波形，我们研究了奇异弯曲模量，以解密材料内部的非局部、非互易的相互作用，”研究人员总结道。

这项研究不仅揭示了精子和其他微小生物游动者的运动机制，也为理解非对称相互作用在自然界中的普遍性提供了新的视角。

或许，牛顿的三大运动定律并不是铁律，而是有例外的。