[科普中國(guó)]-哥斯拉怪獸存在嗎？生物極限在哪？

電影《頭號(hào)玩家》自登錄內(nèi)地影院以來(lái)，隨即風(fēng)靡大江南北，以摧枯拉朽之勢(shì)橫掃影壇。帶給我們無(wú)數(shù)驚喜和感動(dòng)的好萊塢大導(dǎo)斯皮爾伯格給我們獻(xiàn)上了最新的科幻電影大餐。影片中的大Boss變身機(jī)械哥斯拉，和維護(hù)心中信念的正義人群展開(kāi)了如夢(mèng)如幻的殊死搏斗。哥斯拉，無(wú)疑被斯導(dǎo)認(rèn)為是能帶來(lái)終極災(zāi)難的生物。人們?cè)隗w會(huì)巨大的觀影震撼之后，不由得心中竊喜，暗自慶幸沒(méi)有出生在哥斯拉橫行的時(shí)代。

《頭號(hào)玩家》海報(bào)（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

哥斯拉是傳說(shuō)中的古代巨型怪獸，其原型最早可以追溯至1954年由日本東寶株式會(huì)社制作的電影。在該片中，哥斯拉誕生于被輻射污染的海域，是一只巨型恐龍的變異體。此后，它逐漸成為電影、動(dòng)畫(huà)和漫畫(huà)的怪獸原型。哥斯拉的每一次出現(xiàn)，都伴隨著人類(lèi)的巨大災(zāi)難，其暴虐、狂躁、野蠻、霸道的外表形象給觀影者帶來(lái)巨大的心理恐懼和沖擊。自其誕生以來(lái)，哥斯拉已經(jīng)成為災(zāi)難的代名詞。

在歷史的長(zhǎng)河中，哥斯拉真的存在過(guò)嗎？或者說(shuō)，作為一種生命體，它的極限究竟在哪里？是否在地球的某個(gè)角落、宇宙的某片區(qū)域，會(huì)有人們無(wú)法想象的生命，并以無(wú)法想象的巨大形式存在呢？

電影《哥斯拉》片段（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

答案可能會(huì)讓我們失望。生命也許有變化無(wú)窮的外表，也有色彩斑斕的形式，但卻受到物理世界的制約，并不能無(wú)限長(zhǎng)大、膨脹到隨心所欲的地步。宇宙的種種規(guī)律，已經(jīng)為生命體的大小劃定了一條無(wú)法逾越的邊界。事實(shí)上，生物的尺度嚴(yán)格受制于特定的數(shù)學(xué)關(guān)系。

地球生物長(zhǎng)成上古怪獸？動(dòng)物沒(méi)戲，植物有可能

考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)，曾經(jīng)在地球上最大的動(dòng)物是恐龍。生活在2億年前的巨型生物一度成為這個(gè)星球的霸主。根據(jù)出土的恐龍化石，**人們發(fā)現(xiàn)的最大恐龍是易碎雙腔龍，**最長(zhǎng)可達(dá)80米，體重220噸，身高在14米到16米之間。很明顯，這樣的個(gè)頭與哥斯拉比起來(lái)就是螞蟻和人的差距。為什么地球上的陸生生命遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到哥斯拉級(jí)別呢？

易碎雙腔龍（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

原來(lái)，生命體每長(zhǎng)高一倍，其身體的觸地面積會(huì)增長(zhǎng)4倍，它的體積會(huì)增長(zhǎng)9倍。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)生命體無(wú)限擴(kuò)張自己的體型，最終的結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致它無(wú)法支撐自己龐大的身軀而倒下。這就是自然界為生物劃定的生存區(qū)域。也正因?yàn)槿绱?，哥斯拉?huì)因?yàn)檫^(guò)于龐大的身體而無(wú)法站立，最終無(wú)法呈現(xiàn)影片中巨大威猛的形象。

那么，水生動(dòng)物的情況又如何呢？到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)的最大的海洋生物是藍(lán)鯨，其體長(zhǎng)33米，體重181噸。由于浮力的作用，水生動(dòng)物無(wú)需考慮站立的關(guān)系。然而，自然界卻在其它地方為海洋里的生物套上了枷鎖。眾所周知，生命由細(xì)胞組成，細(xì)胞在新陳代謝中會(huì)產(chǎn)生熱量。這些熱量需要及時(shí)散發(fā)出去，才能維持體溫的穩(wěn)定。海洋生物往往是通過(guò)皮膚散熱。

藍(lán)鯨（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

粗略地看，海洋生物的身長(zhǎng)每增加一倍，細(xì)胞產(chǎn)生的熱量會(huì)增加8倍，而通過(guò)皮膚散發(fā)出去的熱量最多只能增加4倍。因此，即使渾身浸泡在海洋里，周?chē)乃材芪唧w內(nèi)散發(fā)的全部熱量，過(guò)于龐大的身軀最終也會(huì)產(chǎn)生無(wú)法及時(shí)排出的熱量而導(dǎo)致熱損傷。因此出于保護(hù)自身內(nèi)臟的目的，海洋的環(huán)境也無(wú)法支持過(guò)于巨型哥斯拉的存在。

**總體來(lái)說(shuō)，動(dòng)物在現(xiàn)有的物理?xiàng)l件下無(wú)法長(zhǎng)成上古怪獸的體型，只有植物才有這種可能。**事實(shí)上，地球上唯一存在的超巨型生命體就是植物。位于美國(guó)紅山國(guó)家公園內(nèi)的雪曼將軍樹(shù)就是世界上最大的樹(shù)，一般其高度超過(guò)80米。

美國(guó)紅山國(guó)家公園內(nèi)的雪曼將軍樹(shù)（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

**地球上的植物也受到兩種條件的制約，一是所處自然環(huán)境的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的豐盈度，一是所在地區(qū)的陽(yáng)光充沛度。**體型巨大的植物無(wú)法像動(dòng)物一樣行走，其根本的原因也在于它們利用自然界資源的效率過(guò)低。一般的植物是通過(guò)光合作用和根部從土壤里吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持生命的新陳代謝。遺憾的是，這部分能量的獲取根本不足以支持它來(lái)回走動(dòng)。因此，為了維持巨大的體型，植物最穩(wěn)妥的方式就是找到屬于自己的土壤，然后安然地享受一方天地。

宇宙是“哥斯拉”的棲息地嗎？

這樣看來(lái)，地球上不具備哥斯拉生存的條件。如果我們把目光投射到廣袤浩瀚的宇宙呢？是否在宇宙的某個(gè)黑暗的深處，存在著超乎想象的巨型怪物呢？雖然目前人們無(wú)法觀測(cè)到這樣的生命奇跡，但是人們有理由相信，不會(huì)存在天文級(jí)別的生命怪獸，比如銀河系一樣大的生物。

我們所生活的宇宙，沒(méi)有任何物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度能夠超越光速。如果在某個(gè)黑暗角落里，真的存在著銀河系一樣的怪獸，它就會(huì)面臨巨大的危險(xiǎn)。

宇宙中存在著銀河系一樣的怪獸嗎？（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

生命體的構(gòu)成是為了更有效地利用資源，作為一個(gè)整體能對(duì)外界的危險(xiǎn)做出迅速、及時(shí)的反饋。以人為例，神經(jīng)傳導(dǎo)速度不會(huì)超過(guò)每秒200米，信息從大腦中樞傳遞到身體各處只需要毫秒級(jí)的時(shí)間。因此當(dāng)人的身體和四肢受到外界刺激或者傷害時(shí)，大腦能夠及時(shí)做出反應(yīng)，讓人遠(yuǎn)離險(xiǎn)境。如果一個(gè)生命體的某部位遭受傷害，信息即使以光速傳播，到達(dá)一個(gè)中心指令系統(tǒng)也需要若干年的時(shí)間，那么等到整體做出反應(yīng)時(shí)，局部的身體可能已經(jīng)不復(fù)存在。因此，一個(gè)擁有天文尺度的怪獸在這個(gè)宇宙中也無(wú)法安全地生存下去。

那么，巨型怪獸是否會(huì)從另外一個(gè)維度的空間穿越過(guò)來(lái)呢？類(lèi)似科幻小說(shuō)里的降維攻擊等等超現(xiàn)實(shí)手段是否會(huì)誕生人們無(wú)法想象的存在呢？遺憾的是，如果一個(gè)高維空間遵循著基本的物理定律，比如牛頓三大定律以及能量守恒定律，那么可以在理論上證明，這個(gè)空間里幾乎不會(huì)有生命的存在。也因此，存在于許多科幻小說(shuō)里的高維生物，從科學(xué)的底層邏輯上來(lái)看，也有著先天的硬傷。

事實(shí)上，在一個(gè)超過(guò)三維的高維宇宙里，其行星的運(yùn)動(dòng)軌道將是極不穩(wěn)定的系統(tǒng)。任何一點(diǎn)小小的擾動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。假如在某高維宇宙里存在著三顆彼此吸引的星球，類(lèi)似地球、月亮和太陽(yáng)彼此環(huán)繞運(yùn)行，那么太陽(yáng)的任何一點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)都可能導(dǎo)致三顆行星的運(yùn)動(dòng)軌道崩塌，產(chǎn)生類(lèi)似蝴蝶效應(yīng)一樣的災(zāi)難性后果。最后的結(jié)果就是，月亮可能會(huì)不顧一切地撞上地球，地球也會(huì)不可避免地?fù)湎蛱?yáng)。

很難想象，在一個(gè)沒(méi)有穩(wěn)定行星系統(tǒng)的高維宇宙里能存在著極度穩(wěn)定的生命形態(tài)。因此，高維宇宙只能以極度的微觀尺寸存在。一個(gè)激進(jìn)的例子就是，當(dāng)代物理學(xué)前沿分支弦論所預(yù)言的六維卡拉比-丘成桐空間，它就蜷縮在四維宇宙時(shí)空普朗克尺度以下的空間里。

鋼鐵哥斯拉怪獸？

那么，是否會(huì)存在重金屬，比如鋼鐵組成的哥斯拉呢？如果一個(gè)生命體擁有鋼筋鐵骨，那么它的體型無(wú)疑會(huì)成長(zhǎng)到影片中所塑造的形象，甚至更為驚悚。迄今為止，科學(xué)家們所發(fā)現(xiàn)的生命體都是由有機(jī)大分子組成。而只有化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定的碳和水才能提供組成有機(jī)大分子的環(huán)境和材料。這就基本杜絕了鋼鐵哥斯拉怪獸的存在性。

因此，哥斯拉從來(lái)也不曾生活在我們熟悉的這片土地上，它的存在完全是基于人們對(duì)未知事物的恐懼和猜疑，激發(fā)人們對(duì)生命和災(zāi)難的敬畏。人們確實(shí)應(yīng)該慶幸，這樣的怪獸終究還是只能存在于大腦的幻想之中，世界終究還是對(duì)人們充滿了善意的保護(hù)。