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生物体型能像银河那么大吗?

2016-7-10不详佚名

生物体型能像银河那么大吗?

▲推测:荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯在1722年的刊物中推测行星的大小是怎样影响其表面生物大小的。图源:谷歌图书搜索

但是,行星的大小也有下限——如果行星太小(小于地球质量的十分之一),就不能依靠引力吸引大气。这样宇宙生物体型又被限制在地球生命的10倍左右。

生物体还需要散热。计算机芯片的设计者一直要面临计算过程中散热的挑战。生物也有同样的问题:大型动物的体积和表面积(也就是“皮肤”)的比率很高。由于皮肤是用来散热的,而身体是热量的来源,所以大型动物在散热方面效率较低。早在20世纪30年代,马克思·克莱伯就指出,地球上动物体重每上升0.25次幂,每千克的代谢速率会成比例下降。事实上,如果这种产热速率不降低,大型动物真的会把自己热死(阿提西·巴蒂亚和罗伯特·克鲁维奇生动演示了这一点)。假定哺乳动物生存需要的最小全身代谢速率是每毫微克一万亿分之一瓦特,因受散热限制,生物的体重上限是100多万公斤,大于地球有史以来最大的动物——蓝鲸。

生物体型能像银河那么大吗?

▲蓝鲸

理论上来说,人们可以想象更大的动物。我们可以根据兰道尔最小计算能量的原理,假定一个超大的、超级迟钝的多细胞生物只将能源用于缓慢地复制细胞,这时我们发现机械支持问题胜过热传导,成为限制生物生长的最终因素。尚不清楚这种量级的动物会做什么或如何进化。

查尔斯和蕾·伊姆斯夫妇(Charles and Ray Eames)的经典短片《十的次方》(Powers of Ten)大约拍摄于40年前,但是其影响非常深远。例如,量级估算作为科学课程一个标准方面,就与这部短片相关。

《十的次方》最大的影响在于叙述微观世界(在这一世界,镜头从芝加哥湖边的野餐降低到亚核数量级)和宏观世界(在这一世界,镜头不断拉远,从地球迅速拉到宇宙的巨大量级)时惊人的对称。

作为一种有感知力的存在,我们能够同时看见并验证宇宙宏观微观两个量级,仅仅是因为运气吗?

应该不是。

本文来源:不详 作者:佚名

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