當前位置:
首頁 > 知識 > 怎樣科學地解釋一條……龍?

怎樣科學地解釋一條……龍?

作者:Ent

編輯:hannah

就像幾乎所有的神話生物一樣,龍並不是「一種」動物,也不是一個單系群。它們甚至連單一的共同祖先都可能沒有。

這些都是什麼,別急,後面會講到。圖片來源:FaxCelestis / reddit.com

西龍科的起源

西歐的龍神話似乎源自古代的近東。這個核心故事似乎出現在所有的印歐神話里,在這裡,龍一直是站在英雄神對立面的怪物,基本形態是巨大的蛇。吉爾伽美什殺死了胡姆巴巴,因陀羅殺死了弗栗多,宙斯殺死了堤豐,赫拉克勒斯殺死了勒拿的許德拉,托爾殺死了塵世巨蟒。卡沃特·沃特金斯(Calvert Watkins)的比較印歐詩學奠基之作就取名《如何殺死一條龍》。

描繪北歐神話中雷神托爾擊殺塵世巨蟒的作品。圖片來源:Emil Doepler /

Walhall, die G?tterwelt der Germanen(1905)

但這個階段的「龍」大多還保留著巨蛇的特徵;事實上Dragon一詞的希臘詞源就是巨蛇,在近代之前還會用來指稱現實中的大蛇。這時被稱為龍的生物大多沒有翅膀,也不會飛,而且多半和水而非火聯繫在一起——這一點倒是和東亞的龍頗為類似。按照後來的奇幻規範,大概很多都會被開除龍籍。

希臘神話中看守金蘋果的百頭巨龍拉冬(dragon Ladon),形象彷彿蟒蛇。圖片來源:佚名藝術家(約公元前350年)

今天的龍形象是在《貝奧武甫》里確定下來的。這部盎格魯薩克遜史詩最早可能誕生於8世紀,雖然其中有很多母題在更早的北歐和日耳曼文學裡有出現,但這是這些母題第一次綜合形成一個噴火龍的明確形象(而貝奧武甫也成了英語文學第一個屠龍者)。這頭龍身披鱗片,口吐烈焰,長著類似蝙蝠的雙翼,熱愛寶藏,復仇心強烈,對入侵者毫無憐憫。故事中一個奴隸偷走了龍寶藏里的一個酒杯,憤怒的龍襲擊了附近的村落作為報復,最終被貝奧武甫殺死——這個故事很明顯地成為了《霍比特人》中巨龍斯矛戈的底本,而不誇張地說,整個現代奇幻都是建立在托爾金作品的基礎之上的。

《貝奧武甫》(左)和《霍比特人》(右)中的盜寶事件。左圖:J. R. Skelton /

Stories of Beowulf(1908);右圖:The Hobbit: The Desolation of Smaug(2013)

而等到奇幻作者回到歷史中尋找靈感來源時,就形成了奇幻龍的幾大最常見類群。

真龍、亞龍、鳥龍和蛇龍

今天幾乎所有的龍都還保留著身軀似蛇的核心特徵,但除此之外就可以分成眾多類型——以下是最常見的幾種。這些類型對應的名詞多半是在中世紀紋章學的時代確定下來的。

Dragon,也即最標準的龍,擁有一對翅膀和四條腿。這個詞借自法語的dragon,而法語又來自拉丁語的draco,再往前追溯是希臘詞源δρ?κων(drákōn),如前所述,就是巨蛇。

還記得開頭那幅畫嗎,讓我們放大看一下,注意中間的圖例,這是除了Dragon外最常見的三種類型。圖片來源:cheyenne / pinterest

Drake,是標準龍的弱化版,體型、智力和法力多半較弱,有時甚至翅膀也發育不良。它們更可能根據所處的環境而特化成不同元素類型,也更可能扮演反派角色。這個詞直接借自拉丁語draco。

Wyvern,最常見的「另類」龍,只有一對翅膀和兩條後腿。它有時是奇幻設定里唯一的龍,有時和Dragon一同出現;後者的情況下它會不被視作「真正」的龍,而是扮演和Drake類似的較弱的角色,不太可能噴火而更可能有毒。這個詞本體是法語guivre,來自拉丁文的viper(蛇)。

Wyrm,古典的龍。這些龍是最符合希臘羅馬時代「巨蛇」形象的:多半沒有腿,偶爾有也是只有前腿;有些連翅膀都沒有,就是一條巨大的蛇。這個詞反而不是來自拉丁文,而是日耳曼語土生土長的。

這些詞沒有特別普遍的譯法,我個人的建議是根據它們的習慣用法和它們和現實生物的近似程度,分別定譯名如下:Dragon-真龍,Drake-次龍,Wyvern-鳥龍,Wyrm-蛇龍。按照非著名龍類研究者詹姆斯·佩克(James Pecke)的分類,它們是脊索動物門異龍綱有鱗龍目西龍科下轄的四個屬:

Tetrapa,Minimi,Bipeda,Fundati。

龍的生理和解剖

鳥龍Wyvern的形象在較新的奇幻作品裡愈發常見了,大有取代真龍Dragon之勢。譬如喬治·R·R·馬丁在自己的博客上特彆強調說,《冰與火之歌》的龍雖然名為Dragon,但都是兩足龍

「根據紋章學的規定,真龍有四條腿,鳥龍有兩條。但是你有見過紋章學的『海馬』嗎?紋章師對生物學一竅不通。的確,我們沒有真正的龍。但是我們有蝙蝠,有鳥,曾經還有翼龍。這些都是我們設計一條龍的時候使用的模型。自然界里沒有任何動物既有四條腿又有一對翅膀。」

冰火電視劇中的龍和龍母。圖片來源:HBO /

Game of Thrones(2011)

雖然是奇幻作品,但馬丁對此的執著確實可以理解:畢竟,幾條腿是大件事。

生物時刻都在突變,大多數突變本身就沒有效果,但就算少數原則上能產生效果的,也未必就真的能體現出來。有些「淺層」的屬性很容易變化,就像房子上多塊顏料少片瓦,影響不大;但是有些屬性是「深層」的,牽一髮而動全身,就像房子的樑柱,這樣的屬性就很難改變。演化生物學家將這種現象比喻為「渠限化」(canalization):性狀像被水渠束縛了一樣流不出去,小的突變根本無法產生影響,太大的突變會導致整個水渠破損、生物也隨之死亡。從業已確立的發育框架平滑過渡到另一種框架幾乎是不可能的。

底層發育帶來的演化制約就像溝渠:雖然距離完全限定演化方向還很遠,但確實會讓某些演化更容易發生、另一些更難發生。圖片來源:Kevin J Mitchell /

plos(2007)

所以如果要變,只能在當初一切框架都還沒有確定的遠古時代變。有種觀點認為,所謂的寒武紀大爆發就是這樣一個確立的過程:多細胞生物在數千萬年里摸索、嘗試,最終確立了幾十種能用的身體構架,自那以後就是在每一個大框架上建小一些的框架、小框架上加修飾物。海星綱是五輻射對稱,腹足綱有一片殼,昆蟲綱有外骨骼和六條腿,陸生脊椎類有脊椎和四條腿,這些都是業已定下的渠限。中土大陸上的龍作為魔苟斯大人改造出來的生物,或許還有什麼特殊辦法突破這種限制(即便如此,《霍比特人2》里的斯矛戈也是雙足雙翼);相對而言低魔世界的維斯特洛大陸,確實就沒理由打破這個制約了。

維斯特洛大陸上坦格利安家族的紋章。圖片來源:HBO /

Game of Thrones(2011)

從生理學角度考慮的話,龍還有許多其他特徵比表象更加微妙。來自巨蛇的傳統讓龍表現出了很多類似爬行動物的特徵:卵生,有鱗片,無毛無羽毛;但顯然,龍不會是典型的冷血蜥蜴,不然騎士只需要在冬天屠龍就可以了……事實上,把龍當成哺乳類看待沒準更合適:一個擁有穿山甲鱗片、蝙蝠皮膜翼、鴨嘴獸卵式生殖的類群,完全沒毛病。

甚至噴火都不是那麼不可想像。以非洲氣步甲Stenaptinus insignis為代表的眾多炮兵甲蟲就能噴「火」——好吧不是火焰,只是高溫氣液混合物。非洲氣步甲會在體內分別合成對苯二酚和過氧化氫,分別儲存在體內的兩個「燃料艙」,使用時把二者注入專門的燃燒艙中,再加水和酶。這個反應放出的熱量足以把溶液煮沸,產生的大量氣體將滾燙的混合物噴射出去——裡面還含有劇毒的反應產物苯醌。全過程只需幾分之一秒,噴口還能自由調節方向。

非洲氣步甲的噴射「火焰」。圖片來源:Rodrigo B. Salvador /

Journal of Geek Studies(2016)

既然連小小甲蟲都能有這麼複雜的機制,那麼對於巨龍來說,合成一些可燃氣體,噴射出去的時候再摩擦點個火,不算什麼難事兒吧?很多微生物(比如酵母菌)已經可以代謝產生乙醇了,而乙醇脫水合成乙醚的反應並不算太困難。只要儲存一些生物合成乙醚,需要時噴出體外,同時用牙齒撞擊打出火花,便可實現熊熊烈火

必須指出的是,噴氣式火焰其實價值有限,因為氣噴不遠。乙醚太容易揮發,作為龍焰只能造成近戰範圍傷害,遇上陣型分散的討厭弓箭手就會很麻煩。人類的多數軍用火焰噴射器其實用的是油基液態燃料,不但射程遠,可以在工事內反彈,命中目標後還能以黏糊糊一團的形態持續燃燒。但龍實現這一點也不難:多種鸌[hù]科鳥類的胃就能分泌蠟酯和甘油三酯混合的油狀物,可以在自衛時噴對方一身,阻礙對方有效飛行。謝天謝地鸌沒能力點燃它——大海上飛翔著千萬隻迷你火焰噴射器可不是個好兆頭——不過沒什麼原則上的理由讓龍不能這麼做。

冰島的暴雪鸌(

Fulmarus glacialis)幼鳥,吐出油狀物以自衛。視頻來源:Gross Science / YouTube;原素材:Discovery FootageSource / Getty

相比之下,反倒是最不起眼的超能力最難實現:飛。原因很簡單,龍太胖了

飛行物理學

真正的動力飛行在自然界里獨立演化出來了四次:昆蟲、翼龍、鳥和蝙蝠。每一次都伴隨著生物重量的縮小和翅膀的相對變大。著名的平方立方率指出,體重和體長的三次方成正比,翅膀面積和肌肉力量卻只成二次方正比,所以簡單放大肯定不行,而來自其他領域的修正也必定有極限。Katsufumi Satoet al.(2009)的計算指出,如果把信天翁(今天地球上最大的靠自身動力飛行的生物)作為模板比例放大,極限是體重41kg、翼展5.1米;而歷史上最大的飛行生物風神翼龍的體重約200kg、翼展約11米。這無論如何也不能和魔戒或者冰火中體長50米、翼展可能近百米的成年龍相提並論。

現生的南方皇家信天翁(綠)和已經滅絕的風神翼龍(紅)、桑氏偽齒鳥(橙)翼展示意。圖片來源:Foolp / wiki commons

說實話,按照很多繪畫里龍的形象,它們能不能在地上正常行走都是問題。這個大小級別的陸地生物不是沒有,但它們都不約而同地採取了「筒子腿」的形態:腿部粗壯,位於身體正下方,幾乎成圓柱形而不怎麼打彎。這可能是力學上唯一可行的支持幾噸重量的方式,而許多繪畫里卻模仿蜥蜴把龍的肢體畫在了身體兩側,彎曲著地,這樣的話走不了兩步就應該全關節脫臼了……

果殼綦江龍復原圖,像這樣的大塊頭,四肢幾乎是垂直地面的圓柱,在現生動物里,大象可不也是如此。圖片來源:邢立達 等 /

Journal of Vertebrate Paleontology(2015)

但是且慢。龍有個重要的生理特徵:它很熱

現實世界裡沒有能噴火的生物,很大程度是因為正常的生物組織和酶反應對付不了高溫。但這不是原則問題:深海熱泉口高壓下的水沸點極高,日常水溫達數百攝氏度,也能演化出可以在此生存的生物。龍能噴火,而且自身火抗很高,無疑是能承受近千度高溫的。倘若龍體內有一個大空腔能一直維持這個溫度,形成熱氣球的效果,僅此一項就能產生半噸以上的升力

所以隨著進化,Pokémon中噴火龍的肚子變大是合理的,只不過,噴火龍的肚子里可能是個大空腔。圖片來源:tumblr.com;原作:

Pokémon

而如果把龍噴射火焰的機制用上,在起飛或者加速的時候利用噴氣的方式進行助推,那麼飛行速度可能也不是問題了。

更加微妙的辦法是,龍甚至可以考慮控制軀體周圍的溫度梯度來給自己產生上升氣流。許多鳥類已經是掌控上升氣流的大師了,而寒冷環境生活的多種溫血動物都有很高的局部體溫調節能力。把二者結合起來,並非什麼難以想像的事情。

至於東亞的龍如何獲得飛行動力……歡迎留言說說你的看法。圖片來源:Richard Fisher / flickr

關於幻想生物的物理學和生物學討論最終都會落到這樣的場景:物理是死的,而生物是活的。現實中所有的生命當然遵循物理學的每一條基本原則,但演化時不時就會出現劍走偏鋒的辦法繞過看起來不可能的難關。憑藉昆蟲或者蝙蝠的生理確實不可能讓龍飛起來,但如果龍真的成為演化史上第五條動力飛行的路線呢?

俗話說的好:在虛構的故事中尋求真實感的人,腦袋一定有問題。

一個AI

會噴火又怎麼樣,我們硅基生命不怕火。

Ent的圖書推薦

在虛構中尋找真實?看這本書!

跟隨博物學家的腳步

翻開《神秘動物圖鑑》

本文沒講透的中國龍,這裡有

還有美人魚、獨角獸、河童……

各種神秘動物和背後的科學機理

亦真亦幻,盡在此書

Ent

強烈推薦本書精妙的偽·科學繪畫。注意,不是偽科學·繪畫。

想要嚴肅的讀物?這本必收!

《生命的躍升》

40年演化史上的十大發明

生物化學家尼克·萊恩用新研究重塑

本文作者Ent(張博然)翻譯

結構嚴謹,文字優美

日曆娘

生物的演化不是簡單勻速的隨機過程。是DNA使用、性的產生等等創舉,讓生命實現飛躍。

關鍵是,這是專精演化生物學的Ent翻譯的呀。


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 果殼網 的精彩文章:

怎麼讓比薩斜塔變得比斜更斜?答:把同一張照片貼上兩次
天天「蛙兒子蛙兒子」地叫,你怎麼就知道人家一定是男孩子?

TAG:果殼網 |