1677年，在荷蘭陶城代夫特的一個發現讓人類對自身的誕生有了突破性的進展，因為安東尼·範·列文虎克將他改進的顯微鏡對準了自己的精液，而觀察到的現象實在令他震驚莫名！
因為虎克在精液中看到了無數正在蠕動的小蟲蟲，它們漫無目的的在遊動，有點像蛇，又有點像鱔魚，但它們都有一個大大的頭部，沒有方向也沒有終點，甚至在精液變幹前都一直在運動！
因為要到150年後的1827才發現女性的卵子，因此虎克並不知道這些遊動的精子究竟要幹嘛，到了1695年時，荷蘭數學家和物理學家尼古拉斯·哈特索克（Nicolaas Hartsoeker）認為精子裏都藏了一個小人，它們從男性體內到達女性體內後，會搖擺著遊向子宮，最後在那裏發育成長為一個胎兒！
精子究竟是如何遊動的，真的是神龍擺尾？從發現男性的精子到1825年發現女性卵子，再到1875年發現精子進入卵子完成受精過程，再到後來1950年代對人類精子與卵子的受精與獲能過程的完善，至此終於建立起完整的人類誕生過程，但對司空見慣的精子遊動卻在自列文虎克以後約343年的時間裏，從來都沒有過多的研究！
精子的長度大約只有50-60微米，而從女性體外開始到子宮再到輸卵管的長度超過幾十厘米，相當於精子長度的數萬倍，假如作為人類跑步的話，大約跑動數十幾千米，所以精子究竟是一種什麼狀態，能在4-6小時內就能到達卵子所在的位置？
2020年7月31日，一篇發表在《科學進展》上的論文給了大家一個全新的認識，英國布裏斯托爾大學的數學家Hermes Gadêlha領導的團隊，通過可以在3個維度上成像的顯微鏡，以每秒55000幀高速相機，建立起了精子的運動模型！
“我們發現的結果太令人震驚了，因為它完全打破了我們的信仰體系”
因為Hermes Gadêlha驚訝的發現，人類的精子在運動時，是一種在三維空間中極其復雜的螺旋狀態前進的，它繞著這三維空間中一個看不見的軸心旋轉著前進，而且頭部和尾部是兩種獨立運動機制，和任何已知宏觀的生物遊動前進方式都不一樣！
“精子根本不會遊泳，它只是不斷鉆入液體中”
它的前進姿態優美，並且速度很快，研究小組認為，這種前進方具有最小能量消耗優勢，因為對它來說，與卵子相會無疑和馬拉松沒有什麼區別，但其實卻要更難一些，因為女性的分泌液對精子這種“微生物”來說，無疑是一種極其粘稠的液體，精子的這種運動方式無疑有利於在粘稠液體中穿行！但事實上精子在前進中遭遇的阻力絕不僅僅是粘稠的液體，下文中詳述！
此前Hermes Gadêlha的研究團隊都認為精子一直都是以波浪形擺動尾巴前進的，而且很多以受精為題材的科普動畫中，用的都是這個模型，這下讓科學家有些大跌眼鏡，一個下意識的問題，居然藏著那麼多道道，也讓科學家重新認識了生命科學的復雜性！
精子到達卵子，需要經過幾個難關？中學的生理衛生知識就告訴我們，男性一次釋放出的精子高達2億個以上，但其實因為個體以及環境的差異，有無精癥、死精癥或者少精癥，一般認為少於一億就會對受孕產生影響！
精子畸形
以內精子出發到達卵子的過程堪比西天“取精”還要難，2億個精子組成的浩浩蕩蕩大軍，大約只有不到100精兵到達輸卵管，而最終完成與卵子結合的只有一個！因為在“取精”路上遭遇的艱難險阻，比唐僧師徒遭遇的九九八十一難，那是有過之而無不及！
1、卵子在哪裏？
女性的卵巢位於子宮兩側，一側一個，雌性動物的卵子就是卵巢產生的，它有兩個功能，其一當然是生產卵子，其二則是合成雌激素，比如2015年安吉麗娜及朱莉篩查中發現有卵巢癌風險，因此做了卵巢摘除手術（2013年他已經做了乳腺切除手術），接下來安吉麗娜朱莉必須要服用雌激素維持女性體征！
在女性的生育期內，大約有300-400個卵泡能成熟，也就是一月左右一個，成熟的卵子將會進入生殖通道，並且此時子宮內膜也會做好準備，但當未受精時，子宮內膜將會崩解脫落，這就是月經的來歷。
2、精子如何到達卵子？
精子的命運其實是比較悲催的，最開始就會因為精液還未來得及液化之前，就大團地掉了出來，接下來一部分是找錯了方向，盡管女性體內分泌液會在排卵期降低PH值，也降低粘稠度，但仍將給精子造成極大的困難！
另外子功能那麼大的環境將會讓大量精子迷路，兩個輸卵管至少有一個是沒有卵子的，所以又掛掉一半，最後正常受精的話，應該在輸卵管壺腹的位置，受精後30小時，通過輸卵管的蠕動和輸卵管上皮纖毛的推動進入到子宮內著床。
而從精子出發到受精的過程中有一個過程非常關鍵，那就是獲能！這是精子離開精液經過宮頸到宮腔與子宮內膜接觸後，子宮內膜會產生α、β澱粉酶解除精子頂體酶上的“去獲能因子”，從而是精子獲得授精能力，稱為精子的獲能！
精子怎樣才能進入卵子？
當精子的頭部到達卵子時，頂體酶觸碰到卵子表層的透明帶，此時頂體的酶釋放，溶解透明帶並使精子通過通道進入卵子的質膜，最後到達卵細胞，此時將會出發皮層反應，精子與卵子融合會出發鈣離子釋放，卵子內皮質顆粒中的酶消化透明帶，並在受精卵外圍形成新的保護層，此時的受精卵將不再接受新的精子！
受精後約30小時，受精卵將通過輸卵管的蠕動和輸卵管上皮纖毛的推動進入到子宮內著床。如因輸卵管不通，受精卵可能會停留在輸卵管的宮口位置，就會造成異位妊娠，可能引發大出血，因此確定懷孕後一定要盡快到醫院檢查，確保不會宮外孕！
從受精卵到baby
受精卵72小時後，仍然只有12-16個細胞的球期胚，到第四天時會發育成胚泡，溶解子宮內膜，深深埋入子宮，從而完成著床；
之後的細胞分裂速度就是指數級增加，如果按每秒來算的話，初期平均大約5000個細胞/秒，到後期直接以天文數字般的增加細胞數，因為到胎兒出生時大約擁有6億億個細胞，而這些將在短短9個多月內完成，這個高效率的機器是宏觀狀態下無法想象的！