规模法则揭秘《蚁人》“超级英雄”套路 | 新书推荐《规模》
新书《规模》：复杂世界，简单法则
近日，又一部漫威电影《蚁人2》上映了。
不管是漫威还是 DC，众多的美漫超级英雄都有着“富人靠装备，穷人靠变异，怪咖学魔法，非人随便写”的大前提，他们都遵循着同样的套路——天赋异禀骨骼精奇，身世背景就够出一部书，如果这些都没有，那他一定很有钱。
美漫各路英雄 | gannett-cdn
《蚁人》有何超能力
《蚁人》有何超能力
上映的电影中，蚁人是典型的科技致富的先进工作者～片中蚁人的超能力简单来讲可归为两点：
可以让自己变小或者变大
可以和昆虫交流并控制它们
蚁人 | media.comicbook
相同的套路，超级英雄超级能力的出现总是伴随着超级的装备或者超级的变异。
比如蚁人神奇的超能力归为了一项伟大的科学发现：皮姆粒子。
对于该粒子漫威官方的功能解释为：可以无限制的缩短和增大原子间的距离,同时还能打开一扇连接多元宇宙的大门（Kosmos Dimension）。
当蚁人变大时，他便能从这个多元宇宙内吸取物质能量，化身奥特曼。
反之变小时便会释放物质能量，并在战斗时临时从多元宇宙内取出能量。
这时候你的表情可能是这样的....
“超级英雄”的套路
“超级英雄”的套路
其实很容易理解美漫的这些套路，在无法用科学来解释的情况下，编剧们总是会发挥他们的想象力来自圆其说。
比如经典的美国队长，剧中美国队长注入超人士兵血清刺激其人体潜能，从而才能具有高度的智能、常人远所不及的力量、敏捷、敏锐度、体格。他能够在没有任何辅助的状态下挺举1100磅（500kg）的重量...
美国队长 | toonzone
相同的还有 DC 的超人，这张图中阐述了超人的来源。
超人的来源 | 《规模》
随着一个遥远星球被摧毁，一位科学家将自己还是婴儿的儿子放入一个匆忙设计好的 太空飞船中，并把它朝地球发射过去。
飞船降落在地球上，一位路过的司机发现了熟睡中的婴儿，并把他带到了孤儿院。
孤儿院的工作人员不知道这名婴儿的身体结构要比他们先进数百万年，对他的力量感 到惊讶无比。
在他成年后，他发现自己可以很轻松地纵身一跃跨过 1/8 英里，跨越 20 层高的大楼， 举起硕大无比的重物，跑得比特快烈车还快......爆炸的弹壳也无法穿透他的皮肤!
年少的克拉克决定，他一定要把他巨大的力量转化为对人类有益的事情，由此产生 了......
超人！被压迫人士的捍卫者。物理界的奇迹发誓要帮助那些有需要的人。
对克拉克·肯特惊人力量的科学解释:肯特来自一个星球，该星球居民的身体构造比 我们人类要先进数百万年。在成年之后，这个种族的人们就会拥有巨大无比的力量。不可思 议？不！即便在今天，世界上依然存在拥有超级力量的生物！蝼蚁能够举起数百倍于自身重 量的物体。蚂蚱跳跃的距离相当于人类跨越几个街区的长度。
"蚁人"可能存在吗？
在超人简介的最后一幅中，同样为了“自圆其说”，这里出现了一个大胆的声明：“对克拉克·肯特(Clark Kent)惊人力量的科学解释......不可思议？不！即便是在今天，世界上依然存在拥有超级力量的生物!”为了支持这 一说法，它还举了两个例子:“蝼蚁能够举起数百倍于自身重量的物体”，“蚂蚱跳跃的距离 相当于人类跨越几个街区的长度”。
这个例子看起来像是很有说服力，其实这是一个从正确的事实中得出错误和误导性结论的经典案例。这个问题早在400年前，伽利略就发现本质上这是简单的关于规模缩放的论断。
单纯从上面的例子来看，蚂蚁似乎比人类强很多。但是根据伽利略的观点，随着体积的缩小，相对强度会系统性增加。这意味着，如果一只蚂蚁能够背负100只自身体型大小的蚂蚁的重量，假定一个人的重量是一只普通蚂蚁的1000万倍，在这样的规模法则下，我们只能背负一个体型相仿的人的重量。
所以，按照规模法则，蚂蚁拥有的是和自己体型相称的力量。而我们人类能够背负的力量也是在人类体型尺度下的。
我们来看蚁人中的一个经典画面——
化身奥特曼手撕飞机 | melty
如果按照规模法则，蚁人的重量与体积成正比，而体积正比与身高（尺寸）的3次方，所以重量正比于尺寸的3次方。而他的支撑腿能承受的最大应力正比于尺寸的2次方。
所以随着尺寸的增加，比如说尺寸增加一倍，那么体重会变成原来体重的8倍，而能承受的体重（能承受的最大内力）只会变成原来的4倍。那么总有一个尺寸的临界值，过了这个临界点，蚁人会被自己的体重压垮。
如果假设他真的从所谓的多元宇宙中获得了质量让他变大。首先，他的支撑腿就根本不可能让他站立起来....
同样，美国队长和超人等能力，在他们正常人的体形下，自然界是肯定不存在的～
反直觉
反直觉
通常我们会认为一只动物的体积加倍将促使其力量加倍。这是非常错误的想法。
我们会产生这种错误的想法主要在于我们天生倾向于线性思考。但是事物的某个变量与事物的规模呈现出的是清晰的且非线性的幂律关系。
比如，当被问及强壮的人的时候，我们第一时间想到的可能是这样子的：
比利·海灵顿♂ | sohu
但事实并非如此。
在1956年一个叫 Lietzke 的化学家做了一个简单的实验来验证伽利略的预测。他统计了这一年奥运会上所有举重比赛中冠军的体重和其所举起力量的值。
横轴为身体重量，纵轴为力量值。 | 《规模》
Lietzke 用对数技巧处理后绘制出该图，可以发现尽管每个人的体形，身体特征，基因等不同，但是基本上都在这条线上。图中，每个轴的增长幅度都是 10 的倍数。如果横轴上标注的体 重数值每增长至原来的 3 个数量级的倍数，纵轴上标注的力量数值便增长至原来的 2 个数 量级的倍数，那么，数据的分布就是一条斜率为 2/3 的直线。Lietzke 测出的值为 0.675， 非常接近预测值 2/3(0.667)
所以从规模法则的角度来看，这一年奥运会上最强壮的人应该是图中的中量级冠军（横轴为148的那位），因为他的表现相对于他的体重来说是超常发挥(位于这条线的上面)；而最弱的选手则是图中举起力量最大的那位，因为他位于这条线之下。
相信你读到这里一定会有一种颠覆日常认知且感到十分神奇的感受。
事实上，还有更加神奇的地方。
《规模》一书的作者认为，规模是衡量世间万物的不变标准，利用规模法则，复杂世界变得可以量化、可测量，清晰明了并且极度统一。
书中作者用了超级多有趣并且颠覆日常认知的例子来阐述使用规模这一术语进行量化思维的强大之处 。比如：为什么不存在小如蚂蚁的哺乳动物？为什么不同哺乳动物一生的心跳次数大约都是15亿次？为什么哥斯拉这样的怪兽在现实中不可能存在？
这些问题看似毫无相关，但其实他们都可以用规模法则解释。
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作者：张棋
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