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    為什么電影中巨獸不可能存在?

    圖片:DariuszSankowski / CC0 蘇澄宇,動物科學 / 動物營養 / 冷門問題收割者

    生物學中有一個概念叫“異速增加關系”,即

    生物的行為、形態以及所需能量等心理特征與體型之間存在著一種心猿意馬量關系,也就是說這些生物學特征會跟著生物體型的轉變而發生心猿意馬量的轉變,并且這個轉變不是當作比例的。

    這一概念最早由朱利安·赫胥黎(Julian Huxley)于1932年提出,可以用一個數學表達式暗示E=70M^{\frac{3}{4}}

    • E 為生物學變量(如動物的代謝率,可以理解為動物單元時候內耗損的能量);
    • M 為體型(一般用體重暗示);
    • 3/4 為函數冪(也稱標準因子)。


    生物的行為、形態和心理等特征與體型不是等比例增加。先假設生物學變量與體型是線性關系,也就是生物的體型越大,生物學變量值也就越大,則:標準因子=1;

    這種環境在天然界是存在的,可是有前提的。舉個例子,青蛙除了在蛻變后的幾周的短臨時期外都是線性發展的,是等比例的。但這種線性發展并不是持久的,為什么?

    線性增加的關系是由平方-立方心猿意馬律決議的。當一個生物體的長度翻倍時,那么它的概況積將是本來的4倍,而它的體積和質量將是本來的8倍。

    但在實際中這樣的生物會呈現良多問題。

    先假設動物體型翻了一倍,此刻有8倍的生物組織來撐持它的保存,可是若是按照前面的說法,它的呼吸器官概況積應該釀成本來4倍,那么它的身體供需關系就會呈現不匹配的環境,原有的呼吸器官供給的氧氣就不足以維持現有的體型能量耗損。

    同樣,當我們翻倍動物的體型時,骨頭的面積是本來2倍,而質量卻釀成了8倍,這是完全不合適的。伽俐略在其《關于兩個新科學的對話》中會商的典型例子就是關于獸類骨骼,即其骨骼因身體尺寸增添而會變得更健旺和增大。

    后來,工程師托馬斯·麥克馬洪擴展了伽利略的不雅測規模。他測量了一些博物館的動物標本,發現腿骨直徑的轉變可以用一個異速增的關系式來描述:即腿骨直徑是其身高的3/2次方。這個指數導致較大的動物骨骼相對較粗。

    例如,大象的股骨固然是狗的10倍長,但倒是比狗的粗20倍。這種骨骼比例關系被稱為“彈性相似”,這種骨骼比例的轉變有助于連結恒心猿意馬的應力,從而抵御歐拉掉穩。

    如下圖所示,拿大象的照片和斑從頭至尾袋鼬的照片放大到劃一巨細去比力,很輕易發現大象的腿要粗得多。若是真的把斑從頭至尾袋鼬按照自身的比例放大到大象那么大,按照上一段中的闡發,它必然站不起來,而大象為了能站立,它的腿必需很粗才行。

    所以生物的行為、形態和心理等特征與體型之間的關系不會是完全等比例的,也就是異速增加,而非等速增加。


    接下來,我們拿哥斯拉這個巨獸來舉例。

    片子中的哥斯拉體型的增加幾乎是等比例的,下圖可見,就從這點來看已經很不科學了。

    從1954年頭代哥斯拉降生以來,哥斯拉的體型也發生這轉變,一、二代哥斯拉的身高為50米,三代身高為80米,四、五代為100米,之后的六、七、八、九、十代又回到了初始設心猿意馬50米擺布,到了最新的幾代又變大到110米擺布。

    并且這個噸位估量也是瞎雞兒編出來的,底子不合適異速增加紀律。

    好比,在它91.5米的時辰,設心猿意馬中的哥斯拉的質量接近24000噸。

    然而,從動物學的角度來看,很較著,這種噸位對于如斯復雜的巨獸來說長短常小的。它看起來不切現實的瘦。現存的1-300公斤以上的天然動物,城市跟著體型巨細的增添而逐漸變得更健壯。


    結論:因為片子中的巨獸不合適異速增加關系,所以不成能存在。

    想領會更多可以看這篇論文,具體介紹了哥斯拉這種巨獸為什么不科學:

    • 發表于 2019-07-21 22:33
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