科學人雜誌
教科書之外

適當的大小

2018-07-01 、插畫/陳文盛
物理和數學都是現代科學的根本,不要讓它們孤立,要讓它們滲入生物學的領域。
恆星是龐大的星際分子雲在重力作用下塌縮而來,內部是氫融合反應。恆星的大小差異很大,而大小決定了它們的演化命運。當恆星的氫燃料耗盡後,太陽等級的小恆星其熱能不足以觸發進一步的氦核融合,重力位能耗盡,就形成紅巨星,然後是白矮星,理論上最後冷卻成死寂的黑矮星;更大的恆星會塌縮成高密度的中子星,或發生大爆炸成為超新星;再更大的恆星塌縮時甚至會因為重力持續增加,達到光無法脫離的地步,形成黑洞。這些事實顯示即使是相同材料,大物體不只是小物體的放大;大小的不同決定了它們的性質和命運。地球上的生物也是一樣,它們的大小不是隨意形成,而是和演化息息相關。地球陸上最大的現生動物是非洲象。每次在科幻影片中看到比大象大10幾倍的巨無霸哺乳類(金剛)、爬行類(酷斯拉)或昆蟲(摩斯拉)在地球橫行肆虐,我就想到英國遺傳與演化學家霍爾丹(J. B. S. Haldane)1926年發表的文章〈論大小適當〉(On Being the Right Size)。這篇文章談到巨大動物身軀面臨的支撐問題。霍爾丹用簡單的數學說明:假設動物形狀不變,如果長度增到2倍,體重會增加到8(23)倍,但是肌肉截面積只增加到4(22)倍,於是...

登入會員以閱讀更多精彩內容

更多文章
活動推薦更多
追蹤科學人