【参见如下文章】从散热的角度微型人就很难实现呢。


不可能的小人国 ——方舟子
电视台在播放1996年拍摄的美国电视电影《格利佛游记》，与原著相比改动很大，故事主题变成了是否应该相信别人向你讲述的离奇故事，主线则成了格利佛在海外漂泊8年回来，没人相信他的奇遇，将他投入疯人院，幸而在听证会上他的儿子出示了从小儿国带回来的微型羊羔，证明他的确去过小人国，才被释放回家。
    斯威夫特的这部奇书本是一部讽刺寓言，后来很不幸地经常被改编成供儿童阅读的童话。不管是寓言还是童话，都不会有人无聊到去计较其内容是否合理。但是现在真实性成了故事焦点，不相信格利佛奇遇的人成了反面人物，我们就不妨较真一下。如果有人像格利佛一样说他曾经去过其国民的身高只有人类的12分之1的小人国，或身高是人类的12倍的大人国，我们是否应该相信他呢？

    以前我已介绍过，由于体积的倍数增长要比横截面积快得多（体积按立方增大，面积按平方增大），生物体按比例放得越大，二者就越悬殊，肢足就越不堪身体重负，到一定程度后就无法支撑了（见《不可能的怪物》，本版2007年8月22日）。把人放大12倍，相当于体积（也即体重）增大到1728倍，但是大腿的横截面积只增大到144倍，这样的巨人会被重力压垮，是站不起来的。

    如果把人体缩小到12分之1又会如何呢？同样由于体积和面积的缩小比例不同，会出现问题，不过问题不是出在重力，而是散热。人的体热来源于细胞代谢过程，身体产生的总热量与身体体积大小（细胞总数）相关，而散热则与身体表面积大小相关。人体缩小到12分之1，则身体体积以及身体产生的热量减少到1728分之1，但是身体表面积仅仅减少到144分之一。因此小人的身体散热速度要比我们快得多（快12倍），将会因为难以维持恒定体温而冻死。

    在现实中有很多恒温动物比小人国里的小人还小，它们又是如何生存下来的呢？它们的身体结构和生理功能发生了一些变化，解决了散热的问题。让我们来看一个极端的例子。按体重算，世界上最小的哺乳动物是小臭鼩，成体体重平均为1.8克，体长约4.5厘米。但是这是一种相当成功的小动物，分布范围很广，在亚、非、欧州许多国家（包括中国）的森林、丛林中都能发现它们。

    小臭鼩虽小，也是一种哺乳动物，必须把体温维持在大约38摄氏度才能生存。它是怎么办到的呢？哺乳动物用以保温的一个重要方法是长出厚厚的皮毛减少体热的散失。但是对小臭鼩这么小的动物来说，这个方法不可行，那将会让它变成一个小毛球，无法动弹。

    小臭鼩能够采取的策略，只能是增加体热的生产，以此弥补体热的散失。为了加速产生体热的代谢过程，需要大量地摄入两样东西：食物和氧气。小臭鼩每天要吃下大约相当于其体重的2倍的食物，而且都是营养丰富的动物性食物（昆虫、蜘蛛等）。做为对照，一头大象每天要吃300公斤食物，听上去似乎很惊人，而其实只占其体重的4％，而且还都是些低能量植物。

    小臭鼩对氧气的消耗更是惊人。在热平衡的环境（气温35度）中，其氧气消耗率为每千克体重每分钟消耗100毫升，当气温降到22摄氏度时，氧气消耗率增加到270毫升，最高可以达到1000毫升，分别是人类的25，67和250倍。为了能吸入这么多的氧气，它的肌肉每分钟要收缩900次。在颤抖时其肌肉速度能达到每分钟3500次。颤抖是在寒冷环境下快速产生体热的重要方法，由于肌肉的快速收缩，能使细胞产热提高4倍。

    吸入体内的氧气进入血液，随着心脏的搏动输送到全身各处参与产热的代谢反应。为此，小臭鼩的心脏需要快速地搏动，能达到每分钟1500次，远远超过了所有恒温动物的心跳速度，已达到心脏所能承受的搏动极限。但是这么快的心跳还不能满足需求，小臭鼩还要有一个大心脏，每次跳动能输出更多的血液。哺乳动物的心脏重量一般占体重的0.6%，而小臭鼩的心脏所占的份量则是其3倍。

    泰国猪鼻蝙蝠有时也被称为最小的哺乳动物，它的体长比小臭鼩还小（3.4厘米），但体重略大（2～2.6克）。恒温动物除了哺乳动物，还有鸟类。世界上最小的鸟是生活在古巴的吸蜜蜂鸟，它的体长为5厘米，体重为1.8克，与小臭鼩相当。看来这是恒温动物所能达到的最小极限了。而变温动物由于没有体热问题，不受这个限制，例如最小的爬行动物侏儒壁虎体长只有1.6厘米，最小的青蛙体长只有1厘米。而无脊椎动物更是可以小到用肉眼都看不见，例如最小的昆虫（一种缨小蜂）其成虫的体长只有0.139毫米，甚至比单细胞原生生物草履虫还小。

    文艺作品偏爱离奇和幻想，不愿轻信的人们经常成为其嘲笑对象，而事实上真理往往在怀疑者的手中，有时比文艺作品的幻想更为奇妙。

2007.10.26.

呵呵,这位方舟子是个爱较真的人,他说所的都是自然选择的结果,是造物之手的平铺直叙,你认为照大刘在微纪元中的文明构思,人类尚处在被动接受自然播种的阶段么?可以明确的是,微世界本来就是反自然的,单纯靠自然选择是不可能演化出这样的智慧物种,既然是高端文明的产物,这种纯自然因果论势必不能成立,因为以他的逻辑,依人类身体单薄的构造,人类不可能比马跑得更快,不可能比鸟飞得更高,更不可能有阿姆斯特朗在真空和接近绝对零度的环境中实现人类的一大步。微世界的构建是发生在纳米技术高度发达的远未来,而他所说的透支散热对于我们通常人来说每个冬天都曾经经历过,只不过没有他所罗列的那么极端,对于保暖的需求,在人类文明不同的阶段都存在着不同的表现,因此我认为你依托于他的观点并不足以推翻微纪元存在的基础,太过于拘泥于细节,舍本逐末了.

[ 本帖最后由 但丁 于 2007-12-1 00:01 编辑 ]

“因为以他的逻辑,依人类身体单薄的构造,人类不可能比马跑得更快,不可能比鸟飞得更高,更不可能有阿姆斯特朗在真空和接近绝对零度的环境中实现人类的一大步”

呵呵！这是事实啊！现在确实没有人比马跑得更快，比鸟飞得更高，阿姆斯特朗更没有在真空和接近绝对零度的环境中待过，他穿着厚厚的宇宙服，和外界是隔离的。

当然不是被动选择问题在于散热!如果人类缩到细胞级散热面积必然急剧增大,人的新陈代谢也将急剧增加,譬如细菌.

技术细节问题不必过于追究　
我们都知道飞行昆虫的分子发动机不可能存在于较大的生物身上（如鸟类）
然而，化石为证，3亿年前的确存在过翼展至少1米的巨型蜻蜓

我们都知道飞行昆虫的分子发动机不可能存在于较大的生物身上（如鸟类）
然而，化石为证，3亿年前的确存在过翼展至少1米的巨型蜻蜓——有矛盾吗？一米长的蜻蜓不是昆虫？

难道一米长的蜻蜓不是较大生物？

[ 本帖最后由 psycho 于 2007-12-2 16:38 编辑 ]

既然是科幻,何必太过注重于细节呢

我觉得不一定。

如果人类由于某种选择而增大到12倍的机型，骨胳一定也随之发生了变化，变得更粗或更坚固，而可以克服体重问题。而如果缩小了12倍，机体也自然会发生变化，以适应新的问题。必竟，是有那么小的恒温动物存在的，如果我们只是把人类的智力加上臭鼩的生理特征，这些问题不就解决了么？

作者的问题在于，没有把人体看做一个整体系统，只是列出了其中一个局部（体型按比例缩小）变化后的不可能性——当然是不可能的，局部特征变化而其他没有变化，就不是再一个完整的解决方案了，系统当然会崩溃。这是用即有经验硬套的典型作法。

如果有12分之1的人类存在，他们一定会像是臭鼩那样，每分钟心跳1500多下，行动敏捷无比（体型小，钟摆小，频率就高）。同时，他们的时间一定过得比较慢，因为时间的流动是人们的感觉，他们的新陈代谢速度快，思维速度也快，于是他们就会感觉时间过得慢一些。但绝对时间上，他们的寿命会很短。

他们的科技由于思维的快速而发展得很快，但是由于人员的自然换代速度也快，知识的传承与正常人类相比，更容易在传递过程中被损耗。而且自然界的资源相对体积大，因此他们获取时困难也大，最后整个社会的科技发展速度可能和正常人类相当。

[ 本帖最后由 hal 于 2007-12-5 13:45 编辑 ]

楼上说的对
又不是等比例缩小

看过原著的话,这小说完全就是批判当时的社会的,和科幻没关系.也不是什么童话故事.

记得格列佛游记第三部分中好像提到过飞岛国科学家对火星两个卫星的观测，而且与现实相符合
诡异的是，据说作者成书的年代好像还没有望远镜能观测的那么详细....

微纪元中的小人是达到分子级别的，没有可比性。

确实有一些不妥的地方，不过还是可以接受的。

可以說：不容易、很難
不能說：的確不可行