每个孩子心中,都有着无比灿烂的幻想世界,我们幻想着有一个小人国,里面的人可以生活在学校的储物柜中,又或者某一天会出现巨大的怪兽来破坏城市,这些幻想中的故事不断在电影电视中上映着。无论是哥斯拉,奥特曼,超人,还是环太平洋中的危险流浪者,他们生动地借助特效技术活在我们的心中,甚至每每看过这些科幻电影,我都们会在真实世界中为哥斯拉的到来而感到恐惧。
那么,这些生物与技术是否真的会在我们的生活中出现呢?这个世界可能真的没有他们的容身之地。
事物的规模并不是线性缩放的。
对比电影,我们回望现实会发现:这个世界真的挺无聊的,在生物界中,最小不过蚂蚁,最大也不过大象或是鲸鱼,很难找到奇幻世界中的那些奇幻之地,更没有那么多神奇的动物。虽然人们依旧寄希望于在地底世界或者海底深处有某种未知的巨大生物,但是如果从另一个角度来说,他们可能真的不会存在。
1666年前后,牛顿被苹果砸出了万有引力定律,自此人类搞懂了苹果为什么往下掉而不往上飞。那么这和地球生物的大小有什么关系呢?
举例来说,上图有一个正方体,如果它的边长是a,那么底面积就是a²,体积就是a³,如果它在各个尺寸上放大一倍,那么边长就是2a,底面积变成了4a²,体积变成了8a³。如果构成这个正方体的物质没变,即密度不变,他在底面积上的压强立马大了2倍。
把这个简单的正方体的原理套用在奥特曼的身上会如何?根据某周边记载奥特曼的身高达到了120米,即可以简单的计算为正常人的70倍左右,在它比例没有失调的情况下,我们就可以知道,他在各方向上是人的70倍,那么如果它的结构与人体一致,那么奥特曼的腿在单位密度上的压强是人类的70倍,但是注意了,人体的骨骼完全不能接受这样的压强,在我们低头的时刻,短时间内颈椎会承受原来6倍左右的压力,已经能够造成严重的伤害,如果受到70倍的压力,直接就会分崩离析,可以说奥特曼可能站着就粉碎性骨折了,直接被自己的体重压死。
通过以上案例,大家可以知道为什么地球上不存在也不能存在特别大的物种了吧。鲸鱼在水中承受的重力还可以缓解,我们观察大象时,便会发现它行动总是慢悠悠的。根据大象的身体结构,这种生物最多只能快走,如果进行跳跃都会直接将自己压骨折,所以很多国家有的骑大象,让大象蹲下,或者双脚站立,都是对这种动物伤害极大的。大象都是如此,那么如果哥斯拉真的登录了城市,我们就直接看它离开海洋的时刻被自己压垮就好了。
与奥特曼同一等级的,还有我们同年熟知的超人大哥。
超人的人物形象其实是对于很多种动物的集合体,比如力量像蚂蚁一样,可以举起相对于自己的身体好多倍的东西,跳蚤的弹跳力相当于人类一下跳过好几个街区。。。看似超人是对于很多在自然界中存在现象的人形集合体,但当科学家研究蚂蚁的身体时,却发现光是蚂蚁身体的强度,就可以经受住其体重4500~5000倍的撕扯力而不解体,而对比于人类,如果能达到这个强度比例,五十马也分不了尸。相对于这个,蚂蚁可以举起体重数百倍的东西也就不足为奇了。
在我们小学时,纸桥承重是一个很流行的竞赛课题,小小的纸桥,可以承受住铁块的重压,但是一旦当比例放大,突破了纸张材质的极限后,瞬间就被压垮了。这样的例子比比皆是,体型越小的,相对强度越大,但是体型一大,不同元素间的比例差距会瞬间放大。
以上其实都是物理学原理,但是将其放在很多其他领域同样也适用:很多公司在小团队的时候没有问题,但是一旦结构上多了一层,立马就不行了,管理层的骨架不是以人数来堆砌的,而是现有牢固的结构,才能依附血肉,10个人的团队与100人的团队完全可能是不一样的生理结构,当一个公司快速扩张的时候尤其要小心别被自己压死了。
虽然世界如此,但是无论是物种还是公司,依旧有大有小,是违反了世界的法则吗?其实不是的,在物理学中,有一个概念叫弗劳德数,他没有自己的意义,但就像计算一个圆的面积一样,他是半径与面积之间的固定比例,并且不会随半径变化而变化;在健康领域,我们也常通过bmi指数这个恒定的数值来判断我们的健康程度。
从小人国到哥斯拉的世界,规模虽不会像我们想象的那样线性缩放,但是依旧有某种规律暗藏其中。
ps:这篇文章的意义是什么?
知道世界不是线性缩放的比知道个中的物理学规律重要得多。
CSW