生命的奇异数

作者: 秋风秋寒 | 来源:发表于2019-04-09 15:17 被阅读16次

          生命规则奇异数,天地万物渗透之。

          循环往复自然律,死生同道归一值。

生命的奇异数

小到巴掌大的鼩鼱、大到海洋里的巨无霸蓝鲸,和我们人类一样,都是哺乳动物。

我们各自都有过非常不同的自然进化史,在器官、细胞、基因组上的差异性,是我们今天在外表和生活环境上存在差异的原因之一。

表面上看,由于这些哺乳生物的差异极大,如果对它们进行测量,然后把测出的结果绘制在包含动物个头大小参数在内的曲线图上,这些结果会合乎常识地呈现随机分布的样态。

但事实恰好相反。下图竖轴代表代谢率,就是我们为了维持生命,每天所需摄取的食物和能量。横轴代表自己的体重、大小。

生命的奇异数

你会发现一切恰好都落在一条直线上。这意味着:复杂性背后潜藏着惊人的简单性。

这个图表绘制的其实是生命最基本的特质(新陈代谢),及其最基本的量化指标:新陈代谢率。

这张图所揭示的另一个重点是:假设不考虑自然选择和进化的影响,很可能有人会认为“如果我们将某个生物的大小放大一倍,或者拿它跟比它大一倍的动物相比较,它的细胞数量当然也会增加一倍”。

也就是说,如果体重体型增加一倍,你会很容易地以为维持生命所需的能量和食物,也需要增加一倍。

如果按照这个假设,图中斜线的斜率就应该是1。但事实上它的斜率是3/4。这意味着:随着生物的体积放大一倍,它所需要的食物不是同比增加一倍,而是只需要增加75%,即四分之三。

不论是从2克增加到4克,还是从200公斤增加到400公斤,对任何生物来说,大小每增加一倍就可以节省25%的食物。这就是“规模经济”。

事实上,这一规律也贯穿于任何生命体、生理量和生命历史事件。每个生物类群都遵循这一25%的节省规律。

生命的奇异数

上图竖轴是心率,指每分钟的心跳次数。图中斜线的斜率是-1/4,负数反映的是心率随着体型的增加而降低。

生命的奇异数

这张图和主动脉半径长度有关。主动脉是指第一根从心脏出来的血管,负责将血液输送到整个血液循环系统。这条斜线的斜率非常接近3/8。

这些图表和其他大量由于时间关系而无法一一列举的同类数据图表都揭示了一条规律:斜线的斜率都是1/4的简单倍数。

事实上,所有哺乳动物都遵循这条规律。换句话说,我们周围生物界的一切都离不开“1/4”这个数字。

这就是“1/4次幂规模法则”。

其实寿命同样遵循1/4斜率的规律,如果把寿命和体型大小做比较,你会发现寿命增加的斜率是1/4。刚才关于心率的斜线也显示,心率减小的斜率也是1/4。

如果把两者相乘,其中一个增加的倍数正好和另一个减小的倍数抵消了。这也就是说,寿命乘以心率的积其实是个常量,这个乘积就是一个动物一生的心跳次数。

不管是老鼠大小的鼩鼱,还是足球场大小的蓝鲸,它们一生的心跳次数都是恒定一致的,所有哺乳动物也都是这样,这个数字大约是15亿次。

生命的奇异数

这张图中的直线反映的是:尽管不同的哺乳动物之间存在体型、种类上的巨大差异,它们的进化过程也都不一样,但它们一生的心跳次数却都是恒定一致的,非常有规律。

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