2013-07-11 23:08:47哲青

《環太平洋》機械文明 VS. 巨靈的偉大戰爭 Part IV



生物的基本設計具有一定的準則,遵循真實世界的數學原理。最明顯的表現,就是生物的大小(Size)與形狀(Shape)的關連性。




 

不同的生物,擁有不同的外形,塑造體積大小與形狀的,是天擇的力量。因此,所有生物的形狀,一定是最適合生物本身大小的。


 


除此之外,生物也受到自然界許多基本力的約束(例如重力、磁力、表面張力),生物也會因為受到基本力的大小而改變牠們的形狀。




基本物理與數學原理,體積的大小與表面積比例成反比。這有什麼關係呢?體積小的生物(像是蚯蚓、螞蟻),不需要透過「呼吸」,只要空氣接觸表面,自然透過「滲透」的方式就可以達到氣體交換。大型的動物(比如人類、狗、象),就必須加大吸收空氣的面積,因此發展出「肺」這樣的器官。


 

一六三八年,義大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家伽利略(Galileo Galilei),是第一個發現行星與生物尺寸大小關連的人。當教宗烏爾班八世判伽利略閉門軟禁時,他趁機完成著名的《論兩種新科學及其數學演化》(Discorsi eDimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze),伽利略提出來一項重要觀點:相較於小動物的骨頭,大動物的骨骼必須不成比例地變得厚重,如此才能有相同的強度。


 





假設,有隻螞蟻變成非洲象的尺寸,那麼牠一定先發展出極複雜的內部器官(呼吸與循環系統)及骨骼系統(昆蟲是没有骨頭的!)供給全身必需的能量及氧氣。而象型螞蟻的腳也必須更粗(因為骨頭的截面積必須很粗、很粗,否則没有辦法支撐全身的重量),所以,象型螞蟻不可能存在。

 




另外,「物體的動能會與長度呈五次方的關係」。簡單的說,如果有一個比你矮一半的小朋友跌倒,那麼他頭撞到地面所受的力道,只有大人的三十二分之一,所以小朋友跌倒,不是因為他比較耐痛~而是根本就不會痛!相對的,小朋友打人的力道也只有大人的三十二分之一,因此,小動物也不具殺傷力(所以才會演化出『毒』的防衛機能)。


 

因此,《環太平洋》裡的異星怪獸,在真實世界中不可能存在,畢竟,如果七十五公尺高的生物,一定整天都會吃與睡,睡飽了吃(補充能量),吃飽了再睡(蓄積能量),大概没空侵略地球,完成上級交付的任務吧!




反正,空想科學的部分,不用太在意!《環太平洋》巨型重裝機甲與超巨大怪獸的對決,就是熱血的『爽』片啊!









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(悄悄話) 2013-07-11 23:40:36