美文网首页十万钻工会散文想法
一部科学纪录片解释:大小究竟有多重要?

一部科学纪录片解释:大小究竟有多重要?

作者: 一顾即倾城 | 来源:发表于2019-04-12 22:06 被阅读10次

    你有没有想过,我们为什么是现在这个体型?

    仅仅是巧合?还是我们的体型和所生存的星球呈一定的比例关系?

    相信你也和我一样看过许多以大小变化为看点的幻想作品,或许你也知道任意变大变小大概会发生些什么。

    来源:SME科技故事

    但我今天要介绍的这部幻想式纪录片和那些作品还真有点不一样。不仅会给出变大有什么困难,还会给出如何真正的变大。

    那就让我们来看看这部《大小很重要》是怎么做完这样一个思想实验的吧。

    首先,更大是否更好?

    假设我们处于另一个平行宇宙,这里的一切都和本来的世界一样,唯独可以任意改变任意物的大小。

    在很多人的观念里,大默认就是要比小要好。比如生意要做大做强,城市要扩大,屏幕要更大,空间要更大……

    那么既然大家都爱追求大,不妨想象一下我们自己也变大好了。

    我们先拿地球开刀。地球在太阳系行星中不算小,但是还有可以变大的空间。

    我们先简单点把地球的半径缓慢地变成2倍,为了防止出现意外,地球上的所有东西也都等比例放大。

    最开始出事儿的可能是建筑物,你可能会看到大桥垮塌,高楼倒塌。

    这是因为地球半径变大直接影响质量,而质量的增长与半径的立方呈正比,由此带来的引力变化将会非常剧烈。

    在这种情况下建筑物的自重增加会超过尺寸增加所带来的承载增长,最终结果就是崩溃。当然,一些现代建筑的承载留有很大的余量,也是可以屹立不倒的。

    引力变大还会导致我们的人造卫星全军覆没,低轨道的卫星首先落入大气层。很快你就会看到满天的“流星”陨落,那些都是科学家们留下的泪啊。

    这些现象出现之后,你也差不多会感受到引力变大的肉体体验了。当地球半径变大为2倍时,重力加速度(简称G)也会变为原来的2倍。

    对于一个正常人来说,生活在两倍G的环境中还不至于有生命危险,但是肯定非常难受。

    最明显的,你的四肢将会变得更加沉重,走起路来步履蹒跚。另外我们身体的供血也会出现大问题,更多时候我们需要躺下或瘫坐着才能保证供血。

    好了,到这一步其实问题都不大,是时候请出我们的老朋友月球了。

    根据设定,月球也等比例变大,将会落入和人造卫星一样的下场。月球的轨道随着引力变化而变成椭圆,逐渐靠近地球。

    接下来月球的引力会让地球的潮汐变得非常夸张,一千米的潮水体验一下?

    如果地球继续变大,半径达到木星的二分之一时,大气已经开始变得有毒,因为氧浓度过高,人体无法处理。

    更恐怖的是老朋友月球将会在3小时内与我们亲密拥抱。

    好了好了,这种放大地球的假设还是到此为止吧,显然不切实际。

    那来点靠谱的,等比放大行不通,那能不能单独放大人类呢?毕竟无论是陆地还是海洋都存在比人类大的多的哺乳动物。

    如果扩大到整个生物界,大小变化倒不是什么稀奇的事。比如3-4亿年前的巨型昆虫,因为当时大气氧含量更高,直接提高了昆虫呼吸的效率。

    对植物来说大小就更不是问题了,人类能把南瓜种得像帐篷一样大,这在自然条件下是不可能的。

    那好,我们先粗暴地把一个正常人变成身高五米的巨人,看看会发生什么?

    长到5米高,这辈子就离不开摔跤了。看看现今的世界第一高人的生活就知道为什么会这样了。

    身高2米51的苏丹·克森因为脑垂体超量分泌生长激素而成为了世界第一高,可是这并不是一个值得高兴的称号。

    苏丹的骨骼和肌肉都无法支撑起这样庞大的身躯,摔倒是常态,骨折更是家常便饭,日常出行他都要拄着拐杖行走。

    2米51仅仅是5米的一半而已,如果真的粗暴地把一个1米7的常人放大到5米高,那最直接的可能是他这辈子不是在治疗骨折就是在发生骨折的路上。

    究其根本,其实是个物理学现象。假如将一个均质的物体长度变为原本的2倍,那物体的质量将会变成原来的8倍,然而强度却只有原先的4倍。质量正比于长度的立方,而强度正比于截面的平方。

    同理,粗暴地把人放大成5米高也是不切实际的。

    那么,说了这么多有的没的,究竟还能不能变大了?

    能,但是我们还得找找地球上别的生物取取经。大型动物可不仅仅是小型同类的简单放大版本。

    以狗子为例,大型犬骨骼占体重的百分比要比小型犬更高,这样才能保持同样的运动能力。

    另外,体积变大也就意味着比表面积的减少,对于生活在温暖地区的动物而言,散热将会是一个大问题,所以对于同一类动物,栖息地越冷体型越大,反之,越热越小,这个被称作贝格曼规律。

    然而,陆地最大的动物却生活在温暖甚至炎热的地区。不管是非洲象还是亚洲象,它们耳朵与身体的比例都非常特别,为的就是解决散热问题。

    所以,要变大,得有散热的大耳朵。

    另外,体型变大也意味着行动方式的转变。地球历史上巨大的陆生动物基本上都是四足行走,并且移动缓慢,因为神经信号的传递时间变长了。

    那如果人类变大是不是要放弃双足行走了?可能是。

    我们可以从灵长类中的远亲找到一些佐证。迄今为止,最大的灵长类是巨猿(还是中国人吃龙骨发现的),估计体型是大猩猩的两倍,能达到半吨重。

    显然它们的姿态更类似于大猩猩那样,而并非二足行走。

    但是,如果不是两脚兽,那就不是人类了。可是要维持站立就要做出更大的改变,首先要解决站立的供血问题,我们需要更大的心脏和更大的胸腔。

    再来是超强的骨骼和肌肉,现代审美追求的修长和骨感是不能有的了。想象一下天鹅颈巨人,或许一不留神脖子就断了。

    好了,综合以上的结论:大耳朵散热,更大的胸腔,更强壮的肌肉,更粗大的骨骼。

    于是,我们就造出来这么个怪物。用一个词形容的话,可能是“大耳朵壮壮”。

    最后,回到最初的思想实验,变大会更好吗?相信各位自己心里都已经有了答案。

    那大小重要吗?当然,大小不仅仅是数据上的变化,它甚至决定了万物以什么形态存在。不管是人类、动物、甚至行星恒星,大小都是牵一发而动全身的属性。

    想要变大,那就等于推倒重来,这世界运行的规则没有那么简单粗暴。

    既然变大不是件好事,那变小是不是可以考虑考虑?一杯奶茶够喝1个月,岂不美哉?

    预知后事如何,且看《大小很重要》下集:更小是否更美?

    相关文章

      网友评论

        本文标题:一部科学纪录片解释:大小究竟有多重要?

        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/lorhwqtx.html