科學老師告訴你,現實世界如果真的有蜘蛛人,他最大的麻煩會是什麼?

科學老師告訴你,現實世界如果真的有蜘蛛人,他最大的麻煩會是什麼?
Photo Credit: a4gpa@Flickr CC BY SA 2.0
我們想讓你知道的是

你曾經想過嗎?要是蜘蛛的遺傳因子全部都發揮正確作用,蜘蛛人說不定就要變成世上第一個從屁屁拉出絲線的超級英雄了。

文: 柳田理科雄

電影《蜘蛛人》的主角是個名叫彼得.帕克的高中生。在課程中去哥倫比亞大學參觀自然科學部時,被一隻據說有著世上32000種蜘蛛的遺傳因子全部混雜於其中的超級蜘蛛咬了一口。畫面上還描述這些遺傳因子入侵彼得的遺傳因子的一幕。就這樣,他變成了蜘蛛人。

通常當別的生物或其身體的一部分侵入我們的血液中時,會遭到名為殺手T細胞或巨噬細胞的白血球夥伴的攻擊,進而被破壞。

此外,每1公斤的人體就有1兆個細胞,要把所有細胞裡的遺傳因子全部改寫,不論就機率上或數量上來說都不太可能。所以,人被狗咬到不會因此變成狗,被蚊子叮了也不會因此變成蚊子。

就彼得的情況來說,只能說是他的殺手T細胞和巨噬細胞都敵不過蜘蛛的遺傳因子,而且才被咬了一口就有非常大量的遺傳因子流入體內,然後奇蹟似的改寫了全身上下的遺傳因子。

聽起來雖然非常勉強,但也只能這麼想了。

雖然不太像蜘蛛

結果,彼得變成可以從手腕射出蜘蛛絲,指尖還生出剛毛,讓他可以飛簷走壁。力氣變大了,也變敏捷了,連近視眼都變好了。雖然真是可喜可賀,但是被裝進了32000種蜘蛛的遺傳因子,這變化的部分也未免太少了吧?他應該還要能放出毒液,還要變得想吃昆蟲,還要長出8隻手腳才對吧?反正意思就是說還有一大堆遺傳因子都沒發揮作用嘛。

不,這些蜘蛛的遺傳因子是否真的正確發揮了它們的能力,恐怕還有待商榷。說起蜘蛛,普通說來都是從屁股拉出蜘蛛絲的!因為其腹部有名叫絹系腺的7種袋狀器官,各自能造出不同種類的絲線。

要是這些蜘蛛的遺傳因子真的發揮正確的作用,蜘蛛人說不定就要變成世上第一個從屁屁拉出絲線的超級英雄了。再怎麼說,應該沒有人會想看到做出「用屁眼對準壞蛋射出一堆絲線」這種行為的超級英雄,彼得還真該感謝這些遺傳因子沒有正確的發揮作用。

如果絹系腺長在手臂上?

就這樣,蜘蛛人得到了能從手腕上射出絲線的能力。意思是他造出絲線的絹系腺是長在手臂上的。

這乍看之下很帥,但就構造上來說卻有很多問題。手臂裡長著這種東西的話,肌肉生長的空間就變小了。雖然彼得以美國人來說算是小個子,但他的力氣說不定比看起來還要虛弱。

因為把手臂當成絲線的收納場所,所以能夠蓄積多少量的絲線也是個大問題。實際上,如果他的絲線一共就只有裝在手臂裡的量,究竟能活躍到什麼程度呢?

蜘蛛人曾經用蜘蛛絲反覆進行單擺運動來追逐壞蛋的車輛,做此一運動時,絲線會承受的力量最大可達體重的3倍。彼得個子小,我們姑且就當他65公斤好了,絲線就必須承受195公斤的力量。要能承受這種張力,絲線的截面之直徑至少要有1.1公釐。

此外,單擺運動的平均速度與擺長的平方根成正比。如果壞蛋的車以時速100公里逃亡,要追上它,絲線的長度就必須有200公尺。要用這麼長的絲線進行單擺運動,只能在四處林立著比這長度還高的摩天大樓的市區裡面。

還好彼得是住在紐約,要是住在奧克拉荷馬或肯塔基州等地方,他這超能力根本完全無用武之地啊。

Photo Credit:遠流
蜘蛛人能前進的距離

回到絲線的量的問題上吧。直徑1.1公釐、長度200公尺的絲線,體積為190毫升,重量約240公克。人類手腕到手肘之間的重量大約是體重的1.5%,所以就彼得的情形來說是975公克,體積也大約是975毫升。就算他的手臂裡有一半的空間用來裝絲線,也只有490毫升。啊呀!這樣的話,他每隻手臂要射出200公尺長的絲線,兩次就用光啦!

這樣他真的能夠活躍於紐約市嗎?200公尺長的單擺運動,最大的前進距離也不到400公尺,計算一下,蜘蛛人兩隻手加起來只能向前盪個1.6公里遠。紐約市的曼哈頓區雖然最長只有14公里,但蜘蛛人在這裡只能前進不到9分之1的距離就得停下來了……。

嗯,這都是因為他把絹系腺長在手臂上,所以蜘蛛最大特徵的放出絲線的能力才變得如此半吊子,果然絹系腺還是應該長在肚子裡!然後從屁屁噴出大量絲線……如果是你會怎麼選擇?要當個強而有力但看起來遜斃到極點的超級英雄,還是雖然很帥但超弱的超級英雄?

不要浪費絲線!

不過蜘蛛人可別太早灰心。筆者我推薦你好好效法自然界的蜘蛛吧。

蜘蛛的絲線是用蛋白質做成的,對蜘蛛本身來說也非常寶貴。所以當蜘蛛網破掉時,牠們都會盡量把絲線吃回肚子裡。

蜘蛛人你也該效法牠們!用過的絲線就要抽回來,然後吃下去。只要一面用左手進行單擺運動時,一面把右手的絲線吃掉,然後換用右手進行單擺運動時趁機把左手的絲線吃掉!如此反覆的向前行進,就可以既為正義而戰、又不會浪費寶貴的蛋白質了!

只不過,每進行一次單擺運動的時間只有14秒,必須在這麼短的時間內把長達200公尺的絲線全部吃完,1秒得吃掉14公尺長的絲線。這可要用比吃麵條還快得多的速度咻咻咻的吸進去才行呀!雖然蜘蛛絲感覺好像很難吃,就請你多多加油努力的吃下去吧。

書籍介紹

《空想科學讀本:科學也無法解答的超難題》,遠流雜誌

作者: 柳田理科雄,日本著名補習班理科講師,因處女作《空想科學讀本》一炮而紅,而成為廣受矚目的愉快理科系作家。

想了解人類夢想之寬廣、科學之有趣?融合二者而生的空想科學有多麼了不起?讓空想補教名師柳田理科雄告訴你!

Photo Credit: a4gpa@Flickr CC BY SA 2.0

責任編輯:鄒琪
核稿編輯:楊士範

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