出品:科普中国

制作:苏成宇(上海科技教育出版社)

监制:计算机网络信息中心

哥斯拉是日本电影史上最古老的怪物角色，被公认为世界电影史上最经典最著名的怪物角色，其起源比奥特曼要久远得多。

它的体型巨大，堪比摩天大楼，但你可能不知道哥斯拉的体型一直在变。

自1954年初哥斯拉诞生以来，哥斯拉的体型也发生了变化。

哥斯拉第一代和第二代的身高是50米，第三代是80米，第四代和第五代是100米，第六代、第七代、第八代、第九代和第十代又回到了最初设定的50米左右，最新几代已经长到了110米左右。

哥斯拉历代高对比度|图片来源:科学杂志

“葛深圳生活网Sla”的“红莲州”人物119.8米，即40层楼高，是央视总部大楼高度的一半，重达99634吨。

如果哥斯拉在现实中是如此巨大的生物，它要吃多少才能吃饱？接下来，我们来做一个科学的分析。

如果你想计算哥斯拉的食量，你需要知道异速生长的关系是什么。

生物行为、形态、所需能量与体型之间存在数量关系。

也就是说，这些生物特性会随着生物体型的变化而发生数量上的变化，而这种变化并不是成比例的，也就是异速生长。这个概念是由朱利安·赫胥黎在1932年首次提出的。

这种关系可以用数学表达式来表示:

E = aMb .

e是生物变量(如动物的代谢率，可以理解为动物单位时间消耗的能量)；

m是体型(通常用体重表示)；

a是常数

b是函数的幂(也叫比例因子)。

那么B值是多少呢？

生物的行为、形态、生理和其他特征并不与身体形状成等比例增长。首先，假设生物变量与体型呈线性关系，即生物体型越大，生物变量的值越大，那么:b = 1；

这种情况在自然界是存在的，但是有一个前提。

比如青蛙，除了变态后的几个星期，都是直线生长，等比例生长。

蝌蚪的变化|图片来源:giphy

但这种线性增长不是长期的。为什么？

线性增长的关系由立方定律决定。当生物体的长度增加一倍时，其表面积将是原来的4倍，体积和质量将是原来的8倍。

但现实中，这样的生物会有很多问题。

假设动物的体型扩大了一倍，现在有8倍的生物组织支持其生存。但是，如果它的呼吸器官的表面积应该是原来的4倍，那么它身体的供需就会出现错配，原来呼吸器官提供的氧气就不足以维持现有的身体能量消耗。

同样，当我们把动物的体积扩大一倍时，骨骼的面积是以前的两倍，但质量却变成了8倍，这完全不合适。

如下图所示，将大象的照片和同样大小的斑尾有袋动物的照片对比，很容易发现大象的腿要粗很多。

如果斑尾鼬真的按照自己的比例放大到大象那么大，按照上一段的分析，它一定站不起来，大象一定腿粗才能站起来。

大象骨架

斑点袋鼬的骨架大小不一|图片来源:维基百科

因此，生物的行为、形态、生理和体型之间的关系不会完全相等，即以异速生长而不是恒速生长，所以这个B值是1以外的值。

不同的科学家对这个B值究竟是多少提出了自己的观点。

体型的生态学意义|图片来源:Amazon.com

生物学家罗伯特·亨利·彼得斯(Robert Henry Peters)在《体型的生态学意义》(The Ecological measurement of Body Shape)一书中列举了1000多个异速生长公式，用以描述不同动物特征与体重之间的关系。这些异速生长方程的标度指数是b = 3/4或b=2/3。

不同生物(包括单细胞)的代谢率与体重的关系|图片来源:Hemmingsen AM 1969，Repsteno Memhosp Nordisk

后来科学家通过各种途径验证异速生长定律，发现b=2/3或3/4得到了理论和实验研究的支持。但由于b=2/3的深圳生活网物理基础的限制，近年来学者们更倾向于b=3/4。

最早提出这一观点的是动物能量和营养学家马克斯·克莱伯(Max Kleiber)，因此这一结论也被称为克莱伯定律。

公式是E= 70 M3/4。

根据这个结论，猫的体重是老鼠的100倍，新陈代谢比老鼠大31倍左右。

不同物种的体型和代谢率的关系Kleiber (1947)。|图片来源:维基百科

9634吨的哥斯拉一天要吃多少才能吃饱？

所以根据上面的理论，哥斯拉应该计算为E= 70 M2/3，因为哥斯拉不是哺乳动物，它的原型是蜥蜴。

按照哥斯拉99634吨的体重计算，维持生命一天大约需要9972537千卡热量，也就是一只成年雄性大约需要2200千卡热量。换句话说，哥斯拉需要的能量大约是一只成年雄性的4532倍。

哥斯拉布景海报|图片来源:推特

为了“吃”，它必须以鲸鱼和大白鲨为食，但这样做太难了。

所以也就不难理解为什么这个骨骼奇特，身体强壮的怪物会选择吃核弹头了。毕竟吃这些方便多了…

参考资料:

[1]https://zh.wikipedia.org/wiki/gogila _ II _怪物之王

[2]https://en . Wikipedia . org/wiki/allo metry

[3]https://en.wikipedia .或深圳生活网g/wiki/Max_Kleiber

[4]https://www . Cambridge . org/core/books/ecological-implications-of-body-size/animal-丰度/1 db 0 FEA 79142771 a0e 9 D3 FCE 2 b 9 fc 7 DC

[5]https://www . Cambridge . org/core/books/ecological-implications-of-body-size/animal-丰度/1 db 0 FEA 79142771 a0e 9 D3 FCE 2 b 9 fc 7 DC

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