每個(gè)孩子心中,都有著無比燦爛的幻想世界,我們幻想著有一個(gè)小人國,里面的人可以生活在學(xué)校的儲(chǔ)物柜中,又或者某一天會(huì)出現(xiàn)巨大的怪獸來破壞城市,這些幻想中的故事不斷在電影電視中上映著。無論是哥斯拉,奧特曼,超人,還是環(huán)太平洋中的危險(xiǎn)流浪者,他們生動(dòng)地借助特效技術(shù)活在我們的心中,甚至每每看過這些科幻電影,我都們會(huì)在真實(shí)世界中為哥斯拉的到來而感到恐懼。
那么,這些生物與技術(shù)是否真的會(huì)在我們的生活中出現(xiàn)呢?這個(gè)世界可能真的沒有他們的容身之地。
事物的規(guī)模并不是線性縮放的。
對比電影,我們回望現(xiàn)實(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn):這個(gè)世界真的挺無聊的,在生物界中,最小不過螞蟻,最大也不過大象或是鯨魚,很難找到奇幻世界中的那些奇幻之地,更沒有那么多神奇的動(dòng)物。雖然人們依舊寄希望于在地底世界或者海底深處有某種未知的巨大生物,但是如果從另一個(gè)角度來說,他們可能真的不會(huì)存在。
1666年前后,牛頓被蘋果砸出了萬有引力定律,自此人類搞懂了蘋果為什么往下掉而不往上飛。那么這和地球生物的大小有什么關(guān)系呢?
舉例來說,上圖有一個(gè)正方體,如果它的邊長是a,那么底面積就是a2,體積就是a3,如果它在各個(gè)尺寸上放大一倍,那么邊長就是2a,底面積變成了4a2,體積變成了8a3。如果構(gòu)成這個(gè)正方體的物質(zhì)沒變,即密度不變,他在底面積上的壓強(qiáng)立馬大了2倍。
把這個(gè)簡單的正方體的原理套用在奧特曼的身上會(huì)如何?根據(jù)某周邊記載奧特曼的身高達(dá)到了120米,即可以簡單的計(jì)算為正常人的70倍左右,在它比例沒有失調(diào)的情況下,我們就可以知道,他在各方向上是人的70倍,那么如果它的結(jié)構(gòu)與人體一致,那么奧特曼的腿在單位密度上的壓強(qiáng)是人類的70倍,但是注意了,人體的骨骼完全不能接受這樣的壓強(qiáng),在我們低頭的時(shí)刻,短時(shí)間內(nèi)頸椎會(huì)承受原來6倍左右的壓力,已經(jīng)能夠造成嚴(yán)重的傷害,如果受到70倍的壓力,直接就會(huì)分崩離析,可以說奧特曼可能站著就粉碎性骨折了,直接被自己的體重壓死。
通過以上案例,大家可以知道為什么地球上不存在也不能存在特別大的物種了吧。鯨魚在水中承受的重力還可以緩解,我們觀察大象時(shí),便會(huì)發(fā)現(xiàn)它行動(dòng)總是慢悠悠的。根據(jù)大象的身體結(jié)構(gòu),這種生物最多只能快走,如果進(jìn)行跳躍都會(huì)直接將自己壓骨折,所以很多國家有的騎大象,讓大象蹲下,或者雙腳站立,都是對這種動(dòng)物傷害極大的。大象都是如此,那么如果哥斯拉真的登錄了城市,我們就直接看它離開海洋的時(shí)刻被自己壓垮就好了。
與奧特曼同一等級的,還有我們同年熟知的超人大哥。
超人的人物形象其實(shí)是對于很多種動(dòng)物的集合體,比如力量像螞蟻一樣,可以舉起相對于自己的身體好多倍的東西,跳蚤的彈跳力相當(dāng)于人類一下跳過好幾個(gè)街區(qū)。。。看似超人是對于很多在自然界中存在現(xiàn)象的人形集合體,但當(dāng)科學(xué)家研究螞蟻的身體時(shí),卻發(fā)現(xiàn)光是螞蟻身體的強(qiáng)度,就可以經(jīng)受住其體重4500~5000倍的撕扯力而不解體,而對比于人類,如果能達(dá)到這個(gè)強(qiáng)度比例,五十馬也分不了尸。相對于這個(gè),螞蟻可以舉起體重?cái)?shù)百倍的東西也就不足為奇了。
在我們小學(xué)時(shí),紙橋承重是一個(gè)很流行的競賽課題,小小的紙橋,可以承受住鐵塊的重壓,但是一旦當(dāng)比例放大,突破了紙張材質(zhì)的極限后,瞬間就被壓垮了。這樣的例子比比皆是,體型越小的,相對強(qiáng)度越大,但是體型一大,不同元素間的比例差距會(huì)瞬間放大。
以上其實(shí)都是物理學(xué)原理,但是將其放在很多其他領(lǐng)域同樣也適用:很多公司在小團(tuán)隊(duì)的時(shí)候沒有問題,但是一旦結(jié)構(gòu)上多了一層,立馬就不行了,管理層的骨架不是以人數(shù)來堆砌的,而是現(xiàn)有牢固的結(jié)構(gòu),才能依附血肉,10個(gè)人的團(tuán)隊(duì)與100人的團(tuán)隊(duì)完全可能是不一樣的生理結(jié)構(gòu),當(dāng)一個(gè)公司快速擴(kuò)張的時(shí)候尤其要小心別被自己壓死了。
雖然世界如此,但是無論是物種還是公司,依舊有大有小,是違反了世界的法則嗎?其實(shí)不是的,在物理學(xué)中,有一個(gè)概念叫弗勞德數(shù),他沒有自己的意義,但就像計(jì)算一個(gè)圓的面積一樣,他是半徑與面積之間的固定比例,并且不會(huì)隨半徑變化而變化;在健康領(lǐng)域,我們也常通過bmi指數(shù)這個(gè)恒定的數(shù)值來判斷我們的健康程度。
從小人國到哥斯拉的世界,規(guī)模雖不會(huì)像我們想象的那樣線性縮放,但是依舊有某種規(guī)律暗藏其中。
ps:這篇文章的意義是什么?
知道世界不是線性縮放的比知道個(gè)中的物理學(xué)規(guī)律重要得多。
CSW