數百年來，精子的運動欺騙了我們的眼睛

1677年，列文虎克接受了倫敦皇家學會一項特殊的任務。鑑於他之前使用顯微鏡觀察了許多生物的體液，比如血液、牛奶、唾液和眼淚等，因此這一次學會想讓他看一看人的精液裡到底有啥，保不齊裡面藏著個大寶貝。

說幹就幹...當列文虎克取到精液樣本後，將其放在顯微鏡的大頭針下，然後在精子失去活性前（大約10s）把顯微鏡對準太陽，當他透過鏡頭凝視精液樣本時，他發現了正在裡面活動的微小「生物」。

在之後寫給皇家學會的信件中，列文虎克詳細描述了這個「小生物」的形態及運動方式。他觀察到其中的每個生物都有一個扁平的頭部和長而透明的尾巴。並且在運動的時候，尾巴會像蛇或者水中的鰻魚一樣擺動，跟著它左邊右邊一個慢動作，然後順著S形路線在液體環境中開啟了我們人生中第一次遊泳競賽。

這還真是個大寶貝！列文虎克立馬意識到這個發現可能會揭秘哺乳動物生育之謎，於是他繼續觀察其他動物的精液樣本，並確定了精子來源於睪丸。然後在此基礎上他提出了不少假設，比如他堅持認為，精子細胞可以獨立形成胚胎，而卵子和卵巢只是在其成長時候充當工具人，為它們提供營養。

當然，這個假設在19世紀已經被證實是錯誤的，因為精子僅攜帶一一半的遺傳物質，要與卵子結合才能形成一個完整的生命體。但是關於精子如何運動的描述經受了時間的考驗並得到了廣泛的認可。

直到近期，一個國際科學家小組表示，他們發現精子並不是像蛇或鰻魚那樣簡單地來回擺動尾巴而向前運動，而是通過圍繞一個長軸的單側擺動呈螺旋形向前運動。

而讓我們誤解數百年的原因主要是二維圖像欺騙了我們的「眼睛」。

自列文虎克發現了精子以來，人類對其的研究就從未停止過，因為它對我們的生育實在太重要了，精子進入卵子，形成受精卵，發育成胚胎，最終嬰兒誕生。

但問題是，精子如果要與卵子相遇，就得穿越危機四伏的女性生殖道，這裡的環境不亞於唐僧西天取經所經歷的劫難，裡面充滿了許多阻滯性很強的液體，包括粘稠的宮頸液以及各種酸性物質等。

以精子如此瘦弱的體型，那種輕描淡寫地擺動顯然是很難穿過去的。要知道，精子遊動的雷諾數為0.0001，而人類主動脈中的血液流動，雷諾數為1000。雷諾數是用來反映慣性與粘性力之間的關係，數值越小，表明受到的粘性力越顯著。

那麼精子到底是如何做到的呢？顯然是有別的技巧，不然在座的各位也看不到這篇文章了。

新的研究使用了先進的高速三維顯微鏡技術，在每秒55000幀畫面下，重建了精子在三維環境下的真實運動。

結果發現，精子實際上是在一個方向上進行不對稱運動，它們的尾部會朝著一側以螺旋狀旋轉，與此同時精子頭部也在飛速旋轉，雖然研究分析表明，這種頭部的旋轉和尾部的旋轉並沒有直接的相關性，但頭尾會彼此平衡，使得整體運動非常協調且有力。

怎麼說呢，不知道大家有沒有見過電鑽的鑽頭，精子在運動的時候就有點像高速旋轉的鑽頭，藉助強勁的「鑽力」，精子才得以在高粘度的環境下堅挺前進著。

研究精子運動的本質將改變人們對於精子活力和自然受精的理解。關於精子質量的衡量指標有一項就是它們的運動能力，也就是所謂的快速移動自動的能力。

而現代不孕不育症有一半是由於男方因素導致的，了解精子真正的運動方式可以有助於開發精子質量診斷工具來識別不健康的精子。並且對精子運動的新認知，還可能帶給軟體機器人和人工智慧領域新的思路。因為精子的運動並不受中樞神經的控制，完全是由本身來操作，這不正是許多工程師所追求的嗎。

不過，隨著科技的進步，人們可能會再一次推翻之前的理論，但科學就是這樣發展的，在時間的推進中，不斷刷新與重建。