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从生物学解释巨人为何会少女跑?

时间:2013-11-25 来源:果壳主题站 作者:Ent

众所周知,我们正处于一场全新世生物大爆炸之中。在过去的数百年里,仅人属(Homo)就增添了大量的新成员,包括尖耳人种(Elf, Homo auriacutus)、低身人种(Dwarf, Homo parvus)、准能人种(Orc, Homo plumbea)、次人种(Goblin,  Homo porosus)、有鳞人种(Lizardman,  Homo squamea)、超异种(Superhero,  Homo supeiror)等等。在过去的几年里,来自11区等地的报告又确认了一个新物种:巨人种 (Titan, Homo titanus)。

虽然对于这个物种的目击报告很多而且还在快速增加,但迄今为止大多停留在简单的形态和行为学描述。这份手记将尝试利用现有资料推断巨人的生理和社会习性。

体型与代谢

巨人的最显著形态特征当然是体型。

讨论体型离不开所谓“平方-立方定律”:如果你按比例把一个物体的长度放大到原来的二倍,那么它的体积和质量变为原来的八倍,可横截面和表面积只有原来的四倍。横截面决定支撑能力和肌肉力量,表面积决定散热能力,它们的增长都跟不上质量的增长速度,单纯放大只有悲剧。

对于15米的大号普通巨人而言,它的身高是人类的9倍。如果它是普通血肉之躯,那么骨骼截面积是人81倍,但体重是729倍,这显然撑不住;所以要么强度是9倍,要么密度是1/9,或者二者综合。 按照设定,巨人似乎很轻,走的是低密度路线。君不见普通巨人踩地都没脚印呢。

同样严重的问题是散热。产热量按立方增加,散热能力只能按平方增加,因此一个变大的生物要么代谢速率降低,要么变得体温特别高。看起来巨人在这个问题上走了两条路。

其一是巨型巨人,它们没有皮肤,露出筋骨,体温很高,作战时间大概只有几分钟,而且消失时都伴随着高温蒸汽,这似乎说明了什么问题……很可能是短暂战斗后就因为过热而不得不退场。

现实中很多动物其实都受到散热能力的制约,无法连续高强度运行。1973年哈佛研究者Taylor等人训练猎豹踩跑步机,发现猎豹在跑步机上高速运动的时候身体热量无法有效散发出去,体温一直在上升,等到3-4分钟后、体温从37度上升到41度时,猎豹就会仰面朝天躺在跑步机上说什么也不肯动了。说起来,另一个著名的战斗时间限制好像是……同样巨大的奥特曼?

另一个例子就是普通巨人,它们动作非常慢,可能是因为代谢速率低。但它们的迟缓还有另一种可能。

反应速度与步态

体型巨大,如果还用正常的步行方式会很有问题。正常步行时,抬起的脚基本依靠重力自由下落。按照落体公式 h = 1/2 gt^2,如果巨人是人身高的9倍,下落时间就要变成3倍。别人迈3步你才1步,转向和刹车也会变得很麻烦,很容易不小心撞到花花草草。

除了不灵活之外,巨人这样运动稳定性也不好。前面提到,巨人密度低,但重心高,相对而言很容易因为外力而翻倒。如果一脚踩到了什么,没准就是个大马趴。从这么高的地方摔下来,伤害相当可观——就算巨人能自我修复,也很耽误时间啊。

而解决办法其实也简单,开发出新的步态就是了。

动物之间的步态往往有差异,同一种动物也常有多种的步态——比如人类的“走”和“跑”就是。不同步态适应于不同的移动速度和生理条件。对于巨人来说,既然步子大了很不灵活,那么我迈小碎步就是了嘛。

而小碎步如果速度快一些,就……没错,变成了奇行种巨人的少女跑。

注意它的手臂姿态,不是大幅前后晃动、而是几乎平行地面小幅摆动,虽然稳定效果较差,但能有效降低重心上下起伏程度从而节能。

按照人的生理条件,迈小碎步会降低速度。但巨人不需要太担心这个问题,因为他身高是9倍,正常一步的跨度也是9倍,就算步子大小变成原来一半也足够超过人了。这样稳定性也得到了提升,就算前一脚没踩稳,也更容易恢复平衡。

再者,小碎步如果迈法得当甚至有利于节能。人类走路效率很低,因为走路过程中要不断抬升和落下重心,这部分能量几乎都浪费了;相比之下,更节能的自行车运动时的重心高度就不变。如果巨人的步态合适,能够保证重心的恒定,那么前面提到的低代谢率也就不成问题啦。

其实,对于巨人来说,节能远比你想的要重要。

能量来源

巨人吃人,但不是以人为食的。别的不说,那100年没人吃的时间它们是怎么过来?再者设定里说了,巨人吃掉的大部分人还会“原样”吐出来。

夜晚巨人的行动力大大降低等诸多证据都暗示,巨人是在靠太阳能存活。但太阳能未免太低效了。假如我们给牛全身披上叶子,这些叶子的光合作用大概只能为牛提供所需能量的4%。我们可以设想一种能将阳光能量完美转换成生物能的材料,这样的材料倒是勉强能驱动一头牛,但是——还记得万恶的平方-立方定律不?巨人的相对表面积比牛的小多了。

还有,这样的完美材料一定是纯黑色的,所以穿上它的巨人大概是这样子……咦这个黑色的家伙看起来好眼熟

其实我个人始终怀疑,之所以100年间都没有巨人来袭,是因为上次战争耗损太大,它们这些年来一直在晒太阳充电,充满了之后才再次发起全面进攻。

不是说巨人很笨嘛,怎么会懂得这么高级的战术?普通巨人都很笨,但幕后黑手就不好说了哦。

社会性——巨人为什么没有小丁丁?

一个值得注意的现象是巨人拥有的惊人多态性。光是普通种巨人身高差就在3米-15米不等,又有奇行种、超级巨人、铠甲巨人、艾伦巨人(雾)、空知英秋巨人(大雾)等种类……再加上普通巨人虽显示为男性却没有外生殖器,我们似乎可以猜测,巨人是一个真社会性群体,不同的形态各自代表了社会中的不同等级。

蚂蚁是现实中常见的真社会性物种,它们常常分为工蚁、兵蚁、蚁后和雄蚁等等,不同等级的形态有很明显的差异;而且较低等级的个体不能繁殖,单独存在时智力也接近于零。各种因素都和巨人相当接近。真社会性的动物群体中,只有很少一部分个体拥有生殖能力,其它的个体生殖器发育通常都会被抑制。因此,若巨人是真社会性动物,目前已经出现的巨人木有小丁丁也很好解释了。

一个真社会性的维持,不是靠个体本身的智慧,而是靠个体互动形成的群体。蚂蚁依靠触角等器官来辨别敌友,一旦相关的器官失效就无法再融入社会、完全失去价值。以此而言巨人也应该有一个关键的通讯设备——等等,莫非它的颈后肉不是驾驶舱,而是内置自毁按钮的天线?一旦通讯遭到隔绝,为了避免失控个体造成伤害就启动自毁而分解消失,这个机制和细胞凋亡原理异曲同工。这样一来一切就都说得通了!