人类能够像鸟儿一样用翅膀飞行吗?

时间:2023-11-19 05:29:02

人类一直都希望自己像鸟儿一样飞,这个想法貌似很可行。不过,我倒是悲观地认为人类注定只能在地面上活动。当然,人类借助外来动力的飞行和滑翔是要排除在外的。

那么为什么人类就不能飞行呢?大概最简单的答案就是“我们太大了”。哦,你说咱们太大了?可是我们肯定还不算很大很大呀。或许如果我们有了大的翅膀,飞行还是会有希望的吧。不,还是不可能,或者说,多半不可能。这个问题实际上不属于人类直觉可以判断的范畴,或者我该说“大的东西和小的东西就是不一样的”。

大肌肉是要强壮一些,但大肌肉需要承担肌肉本身更多重量。在一个直观的肌肉模型里,我们可以看到,肌肉的力量是和肌肉截面面积成正比的。如果你把肌肉的大小增加一倍(比例保持不变),肌肉的力量增加四倍,但是肌肉的重量也增加了,而且是八倍。

大概你已经开始明白我的意思了。一个东西,变得强壮的同时,会变得更重,而且后者增速更明显。这就是为什么我八岁的女儿做引体向上比我做的更多,她自以为自己很强壮,但是她会开车吗?不,会开车的是我。

人类能够像鸟儿一样用翅膀飞行吗?

我们再回到飞行这个问题上来。我认为,人类的体型大小要适应飞翔是非常尴尬的。这也就是为什么我们不大看到巨型的鸟类。

我们不妨研究一下那些飞行的鸟类。你大概会想到类似翼龙般的巨型飞行恐龙,最大型的大概算得上是披羽蛇翼龙。科学家对披羽蛇翼龙到底有多大并没有定论,估计翼展有10.7m,重量在70kg~200kg左右。披羽蛇翼龙到底能不能飞?谁知道呢,说不定只是滑翔而已,说不定它就是因为太大而无法飞行呢。情况究竟是怎么样的,只有等时光机成为现实,我们穿越到史前去亲眼看一看了。

还是研究一下我们确知能够飞翔的大型鸟类吧。比方说,漂泊信天翁。这种鸟大概是现存的最大鸟类之一,翼展3.7m,重量12kg。要不咱们这么办吧——浏览维基百科中鸟类的数据,这有点像观鸟,但又不是观鸟。把每一种鸟类的翼展和重量记录下来,并寻找两者之间的联系。请注意:不同鸟类维基百科上的信息不是完全一样的,不一定都有完整的翼展和重量数据。

我马上就给诸位展示这些数据了,现在稍安勿躁。我们先来说说这个“鸟人”计划,大概你们以前也听说过,这里我提纲挈领地总结一下吧。

简而言之,有一个荷兰人,拍了一堆展示机械翅膀的录像,开始的录像是他自己做实验的录像,最后拍出来的就是他用翅膀飞行的录像了。结果呢,整件事情从头到尾都是假的,是个精心设计的骗局。我说是假的,连始作俑者自己也承认说是假的(那是因为越来越多的网民要对他的实验做事实审核)。

尽管那是假的,我还是在我的数据里包括了鸟人计划的翼展和重量。

数据我都有了,那么到底我是打了个什么主意呢?我怀疑飞行的能力是要依靠翅膀的大小和鸟(或人)的重量。如果我只是检验重量和翼展,或者重量和翼展的平方数(反正飞行大概是要受制于翅膀的表面面积的),那么有一堆数据你就看不到了。我们怎么能够在同一张图表上既调研小小的蜂鸟又调研大大的鸟人呢?数据的跨度太大了。

最好的办法就是假设重量和翼展之间存在某种关系。如果确实存在的话(只是并非线性关系),我会假设重量的几次幂和翼展的几次幂之间有某种关系,如果我取重量和翼展的自然对数,这个幂就会是一个常量。是啊,我知道这听起来挺疯狂的,不过大家一起来看看吧。

人类能够像鸟儿一样用翅膀飞行吗?

数据表明了某种联系,我太高兴了。

关键是鸟人的翼展重量模式似乎和真的鸟类是一致的,当然,这不是说我们人就能飞了,这说明人类和鸟类的肌肉分布是差不多的。但是,我们人类和鸟类外形是不一样的。如果我们用胳膊来飞行,我们还是需要托着其他那些沉重的我们称之为“腿”的肌肉。会飞的鸟腿部肌肉却小得多啊。

总之,人类是不可能飞行的,至少不能像鸟儿那样飞行,不是说人类不想飞,而是因为人类太大太大了。