不可能的怪物

　　方舟子

　　偶然看到一个国内电视节目在介绍美国几年前拍的一部科幻恐怖片《八角怪》，其剧情介绍称：在一个偏僻小镇，由于化学废料泄漏，成千上万只蜘蛛发生了突变，在一夜之间变得比人还大，而且跳跃速度和汽车一样快。它们向人发动进攻，把这个宁静的小镇变成了人间地狱……节目解说员一本正经地警告说，这部电影启示人们，要敬畏自然、保护环境，不要做违背自然规律的事，不然就会遭到大自然的报复。

　　不过电影所描绘的情形，恰恰是违背了自然规律的，不可能发生，大家尽可放心。这有两方面的原因。

　　第一个原因是违背了生物遗传与变异的规律。生物体的长大靠的是由食物提供的营养素，这是一个缓慢的过程，没有什么化学废料能够迅速地加快这一过程。事实上，没有任何的因素能够让生物体在一夜之间变得硕大无比。有的科幻片把出现巨型怪兽（例如哥斯拉）归因于由于核辐射或化学药品引起后代的基因突变，这比一夜之间的突变听上去好像有点道理，其实也是想当然。

　　核辐射或化学药品确实有可能引起基因的突变，但是基因突变绝大多数都是有害的，使动物的后代没法生存。个别的可能存活下来，那也是一些生存能力比较差的畸胎。现存的生物都有了长期的进化史，都很好地适应了环境，很难出现重大的改良。刚好出现适宜生存的突变的可能性微乎其微，而碰巧一下子突变得特别大，又特别适于生存的可能性完全可以排除。大型的动物（例如大象）不是在短时间内进化出来的，而是在自然选择的作用下，通过积累微小的变异，历经漫长的、数以百万年计的进化过程才出现的。

　　有人也许会觉得，既然是科幻电影，我们不妨宽容一些，不必苛求编剧的生物学水平。好吧，就算存在某种未知的因素，能够奇迹般地诞生巨型怪物，那么它们也不可能像电影描绘的那样，是把原来的生物按比例放大，因为这存在着一个无法克服的障碍：重力。

　　原因很简单，当一个物体增大时，它的横截面积增大的倍数远小于它的体积增大的倍数：面积按平方增大，而体积却是按立方增大的。让我们来比较一个橘子、一个哈密瓜和一个西瓜。假设哈密瓜的直径是橘子的两倍，而西瓜的直径是橘子的3倍。拿刀将它们剖开，哈密瓜的横截面积是橘子的4倍，西瓜的横截面积是橘子的9倍。但是我们更关心的是它们的分量，对吧？这与它们的体积有关，哈密瓜的体积是橘子的8倍，而西瓜的体积是橘子的27倍！

　　生物体的重量取决于它的体积，而能否支撑住它的身体重量则取决于它的肢足的横截面积。由于体积的倍数增长要比横截面积快得多，生物体按比例放得越大，二者就越悬殊，肢足就越不堪重负，到一定程度后就无法支撑了。

　　已知最大的蜘蛛是巨型食鸟蛛，身长可达10厘米（如果把腿长也算上，可达30厘米），体重可达120克。如果它们被放大到比人还大，比如身长达到了2米，即放大到20倍，那么其肢足的横截面积增大到400倍，能够支撑48千克的体重，然而它的体积却增大到8000倍，其实际体重是960千克，是其肢足能够承载的体重的20倍。显然，这样的大蜘蛛是站都站不起来的，更不要说奔跑、跳跃了。

　　能不能让这些庞然大物的重量减轻呢？生物体的主要成分是水，其比重一般只比水重一点，即使让其比重减少到和水一样，对体重的改变也微不足道。唯一可行的是改变其体型，让它的身体体积变小，而肢足变得更多或更粗（比如要再粗上4倍），其结果必然是看上去一点也不像蜘蛛。

　　同样的道理，把哥斯拉设想成按比例放大的恐龙，把金刚设想成按比例放大的大猩猩，而且还健步如飞、身手敏捷，都是经不起推敲的。生物体变大后其体型必定要发生重大的改变。大象是从较小型的动物进化来的，但是在进化过程中改变的不仅是身体的大小，还有体型比例的改变，例如四肢变得更粗大。猪鼻子插葱是装不了大象的：如果我们把猪按比例放大到和大象一般大小，它们的体型比例也有着很大的差异，例如大象的四肢要比猪的粗得多。和大象一样大的猪是站不起来的。

　　当然，这类怪物电影的目的是要通过放大效果把人吓得心惊肉跳，想要取得的是娱乐而不是科教作用，本来不必在乎它们是否在科学上站得住脚。然而，如果编导故作崇高自以为大有深意，评论家要发掘出什么微言大义教导人，把滑稽当正经，假戏真做起来，那还是值得去计较一下的。