哥斯拉我们都听说过,日本籍的世界著名的大怪兽,最近几年转战美国市场被好莱坞也是纳入了怪兽电影宇宙当中。我们都知道地球上是没有哥斯拉的,这就是个电影而已,但是你可能会想地球有没有可能在过去或者未来出现这么大的动物呢?我先给结论,理想很丰满现实很骨感,地球上是永远不可能出现像哥斯拉那么巨大的怪兽,今天我们就讲一下都有哪些瓶颈限制了哥斯拉打破次元壁。
物理瓶颈
根据哥斯拉的官方资料,它的平均身高在150米以上,体重5万吨以上,《规模》这本书的作者杰弗里·韦斯特在书中写到“哥斯拉这样的巨兽为了维持最基本的生计,它至少需要每天进食25吨,每天需要代谢掉2000万卡路里,它的小心脏就有100吨重,每天产生20000升尿液,粪便至少3吨”这些都是很惊人的数字,这些数字都是科学推算出来的,重点是韦斯特还提到哥斯拉的大腿直径至少要达到30多米,两条腿就得将近70米,差不多是身高的一半,你能想象这个画面吗?
为什么哥斯拉的腿必须得这么粗?因为在地球的引力环境下,以它的身高体重必须要有这么粗的一双腿,不然它别说是出门兴风作浪,它光是站在那儿就会被自己的体重压垮,除非它是钢筋铁骨,否则这个物理学的屏障它是逾越不了的,其实这个道理早在1638年的时候伽利略在他的最后一本著作《两种科学的对话》中就已经提到了,比如把一个教堂按比例无限放大会发生什么事?伽利略就提出教堂柱子的承重能力是按平方规律增长的,教堂建筑承受的压力却是按立方规律增长的,那么很自然按比例放大的结果就是房屋最终会自己倒塌。
你可能会奇怪这是什么道理,这个还真没道理可讲没法深究,这个不是科学规定的,这个档次更高,是数学规定的,任何生物也好物体也好都遵守这个规律,如果一定要解释的话只能从维度的角度解释,身高是一维的所以它的增长是线性的,面积是长和宽两个维度的数据所以是二维的,体重或者是体积都是长宽高三维的数据,所以它们的增长也是随着身高按立方比例增长。
所以说这也是为什么大型动物比如说大象犀牛河马腿都跟大柱子一样粗,而昆虫们基本都是小针尖一样的腿的原因,因为昆虫体重很小,承受的压力就很小,有根针尖一样的腿已经足够支撑它们的身体了,而犀牛大象河马则必须要有大柱子一样的粗腿才能支撑它们,而体重到了哥斯拉的地步整个人就必须得是金字塔的身材了,否则分分钟全身骨折而死。
生物瓶颈
对于生物而言新陈代谢和心血管等复杂问题就不说了(其实是我讲不清楚),就单说散热问题,没错,不光电子设备需要散热,生物体也需要散热。
目前地球上最大的生物蓝鲸已经接近极限了,它的身体指标是什么样的?平均身长是30多米,和理论上哥斯拉的大腿直径差不多,体重170多吨,但是因为生活在海里海水的浮力缓解了它的承重能力,所以它不需要哥斯拉那么粗的腿。
海水还可以帮助散热,这也是同样的道理,动物身体的细胞参与散热的只有表皮细胞,那么就是表面积,而动物体内需要散热的细胞显然是按立方增长,这个很好理解,动物的内脏也是需要散热的,这个就可以粗略认为那就是相当于是体重。蓝鲸身长每增长一倍那么体重就要增长8倍,散热需求也会增长8倍,而它的能够参与散热的表皮细胞却只能增长到原来的4倍,如果是哥斯拉的话身高是蓝鲸的4倍,它的体重就要达到蓝鲸的64倍,但是它的散热能力却只是蓝鲸的16倍,也就是说这个哥斯拉它随便动一动不仅面临骨折的风险,而且运动量稍微大点还可能由于体温过高散热能力跟不上导致体内细胞会坏死直到危及生命。
那么哥斯拉如果在陆地上呢?那要先想一下陆地上最大的生物是什么,咱们把时间尺度放大,毕竟现在陆地上最大的大象太小了,咱们跨越时空和曾经陆地最大的动物恐龙比,马门溪龙是恐龙中大块头之一,身长大概22米体重是20多吨,你可能会纳闷儿,这个身长和体重的比例怎么和蓝鲸差那么多?要知道蓝鲸整个儿就是一30多米的大肉块,而这个马门溪龙22米身长是算上那细长的脖子和细长的尾巴,所以它的体重要比蓝鲸轻了不是一星半点。
这个马门溪龙根据科学家说已经是达到陆地生物各方面的极限,不能再大了,就马门溪龙据说它的一生还是要有大部分时间是呆在水里的,一个是为了散热一个也是为了缓解四肢的承重压力,而哥斯拉的数据要比马门溪龙大太多了,马门溪龙已经面临巨大的散热和承重问题了,那么很显然哥斯拉可能一登陆还没等兴风作浪就全身经脉尽断而死了,而且就算整天泡在北冰洋也可能因为严重的散热问题而导致全身细胞坏死而亡。
除了散热问题其实还有一个值得说一下的知识点就是毛细血管的营养输送问题,我们都知道我们是多细胞生命,所以很多细胞就都不具备自己去摄取营养的能力,靠的就是我们吃了东西后吸收的营养通过体内的血管输送到各个细胞当中去,还要通过毛细血管输送氧给各个细胞,而科学家们发现世界上最小的哺乳动物鼩鼱体重约为两克,世界上最大的哺乳动物蓝鲸体重100多吨,它们的体重差距达到一亿倍,而且蓝鲸体内的毛细血管间的平均距离也比鼩鼱大了4.6倍,那也就是说单位体积内蓝鲸体内的毛细血管工作量是鼩鼱的5倍,据说这已经是毛细血管的工作极限了,也就是说蓝鲸差不多是哺乳动物体积上的极限了,那么比蓝鲸再大的动物不仅自己承受不了自己的体重压力,散热能力还跟不上细胞会坏死,而且毛细血管的营养供给以及氧的供给都会跟不上也会导致细胞坏死,所以说影视作品里的绝大部分巨大帅气的巨型怪兽基本都不可能存在。
大型生物的好处
虽然听了这些道理不得不承认哥斯拉那么大的生物不可能存在,但是我们本能上还是会特别崇拜巨大的东西,总觉得巨大的建筑很神圣很气派,巨大的生物会觉得它很强壮,而且物种的演化也是从单细胞到多细胞越来越大,这个大总该是有好处吧?演化虽然没有从低级到高级的方向,但是越来越大这个规律总是有的,这其中肯定还是有点什么好处的吧?
没错,虽然过大的体积会承受很多风险,但是不可否认大是有很多好处的,大家都看得到的大的生存优势我们就不说了,就说一点,生物演化之所以会选择从单细胞到多细胞这种聚集的方向,最大的原因就是因为细胞聚集后会产生聚集效应会很节能,这个观点是早在1932年就被一个生理学家克莱伯给验证了,他发现生物的基础代谢率和体重的四分之三次方成正比。
举个例子,就拿大象和老鼠说吧,大象体重是老鼠的10000倍,但是它生存需要摄取的能量却只是老鼠的1000倍,你看10000是10的4次方而1000是10的3次方,所谓的四分之三次方成正比就是这么来的,从这个数据中也可以看出老鼠的生存单位体积所需要的能量供给是大象的10倍,也就是说大象的能量摄取和使用的效率要比老鼠高10倍,这就是大的好处。
而且根据杰弗里·韦斯特搜集的数据显示,这个规律并不仅仅适用于动物,甚至也适用于城市,根据他的数据显示,城市规模每扩大一倍,城市的经济以及基础设施的结余就会增加15%,所以说城市也是越大越好,所以说人们都往大城市聚集是有实质性的好处的,各方面机会都会更多,这点是科学家算出来的。
对我的启示
说了这么多就只是谈大小的好坏,咱们得要升华一下,说到这我就说一下我的世界观,我认为这个世界其实是灰色的,什么意思呢?就是这个世界任何事情绝不是非黑即白的,没有绝对的好和坏,任何事情都要掌握一个度,没把握住平衡点无论你的初衷是好是坏都必然会造成不好的结果,你比如说水是好东西人离不开水,但是水喝多了也是会水中毒而死;肉毒杆菌有剧毒,但是少量来一点也是可以美容;都说民主是个好东西,但是太民主了有时候就会影响效率等等。
《寂静的春天》这本书里就说到,由于DDT的使用导致人类对环境造成了巨大的破坏,春天都没有鸟语花香,但是在全面禁用DDT之后却造成了非洲疟疾的再次肆虐,所以说其实不存在什么绝对的好与坏,很多你看到的坏东西很可能只是它出现在了不该出现的时间和地点,这种错配导致它看似是个坏东西事实上只是我们对它不够了解造成的。
就像菲兹·杰拉德说过的那句非常有名的话一样“同时保有两种截然相反的观念还能正常行事,这是第一流智慧的标志”这个世界本来是灰色的,本来就没有什么对立的东西,黑和白都是人类赋予的意义,当你能够简单断言某个事物是黑或是白的时候只能说明你对它不够了解,当你真正了解某个事物的时候你在世人眼中就会变成了一个兼容两种对立观点的超人,然而事实上这只是看待事物的角度和深度不同罢了。