蚂蚁和人只能搬动自身大小重量的物体，为什么？
大家好，我是科学羊🐏
周末愉快⏱️~
世间万物其底层原理可以用一个简单数学公式表示，而知道怎么应用这个原理，则是物理学家的功夫——万维钢
今天和大家要探讨一本极具启发性的新书《规模：关于增长创新可持续的普遍规律和生物体、城市、经济、公司的生命节奏》(Scale: The Universal Laws of Growth, Innovation, Sustainability, and the Pace of Life in Organisms, Cities, Economies, and Companies)，由杰出的英国物理学家杰弗里·韦斯特 Geoffrey West 撰写。
这本书2017年出版以来，其洞见力量已跨越学术界，触及了广大读者的思维边界。
这本书的核心观点是：
宇宙间的万事万物，都无法简单地按照线性比例进行放大。
这个思想源自现代物理学之父伽利略，1638年他在自己的著作《关于两门新科学的对话》中讨论过关于世界物体尺寸的问题。
例如，对于一棵树的生长，伽利略展示了我们无需深入了解生物学或化学，就能通过简单的几何学原理推导出，树木不能无限制地按比例增长。
书中的一个精彩案例是关于哥斯拉的，当《哥斯拉》电影在美国上映时，有记者询问韦斯特教授，假如这个世界真的有哥斯拉活着，那么它能跑多快呢？
韦斯特指出，根据尺度分析，不存在！
如此巨大的生物根本不可能存在，因为它无法支撑自己的体重！
首先，让我们看一下书中的核心数学公式：Y 等于 c 乘以 X 的 k 次方。
这个公式表明了 Y 与 X 的 k 次方成正比的关系，是整本书的核心。
根据 k 的不同值，我们可以得出线性、超线性或次线性关系。
举个例子，生物体的面积S与长度L的平方成正比，体积与长度的立方成正比。因此，我们可以推导出，面积与重量成 2/3 次方的关系。
这与生物体的力量和重量的关系相符合。
作者还探讨了为何制造大型船只是一个明智的选择。
英国工程师布鲁内尔就是通过尺度分析发现，大型船只的载货能力远远超过其航行阻力的增长。
这一发现标志着规模经济的概念在船舶设计中的应用。
U 是船速，g是重力加速度，L是特征长度
这个公式有啥用呢？
有了它，你就可以在水槽里研究大船。
你可以先做一个模型，而公式告诉你，你模拟的船速，应该跟模型尺寸的平方根，也就是1/2次方成正比。
也就是说，你要模拟一条700英尺长、航速是20节的船，那你只需要做一个10英尺长，航速是2.5节的模型，就可以在实验室里研究了。风洞实验就是这个原理。
这还是尺度分析。
最后，韦斯特教授还探讨了药物剂量与体重的关系。他指出，当前的药物剂量指南通常是按体重成正比计算的，但他认为这是错误的。
他认为药物剂量应该与新陈代谢相关，而新陈代谢则与生物体的面积（体重的2/3次方）成正比。
从伽利略时代的洞见到现代的应用，已经展示了数学和物理学如何在不同领域发挥作用，从建筑到航海，从人体到奥运会举重比赛，这一切都体现了物理学家对世界规律的深刻理解。
前段时间，看《完美世界》，看到这样一幕！
荒天帝一己之力去碰撞巨人之锤，哈哈，我们世界不存在，不存在...
石昊以一己之力碰撞巨人之锤
当然，这不仅仅是一本科普书，更是一次启迪思考和探索真理的旅程！感兴趣的读者可以自行查阅。
《规模》
好，今天就先这样啦~
科学羊🐏 2023/12/17
祝幸福~
参考文献：
[1].https://www.dedao.cn/course/article?id=BQe6EGjvO7zRKZjL3KnDrkMLPgAp9y
[2]. 《规模》万维钢
[3]. 图片来自精英日课
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