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?
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