为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

前些天在《进击的巨人》中法尔科的颚之巨人真的能飞起来吗?这个回答中提到了《进击的巨人》中不同巨人身材比例不同的问题,在这里把坑填上。

还是那句话,写这类回答的意义并不是为了抠漫画设定的细节(巨人世界观中的很多事实根本无法用现代科学来解释),只是借助这个载体,演示一下如何使用最简单的数学模型,来理解生活中的有意思的物理现象。

就图一乐,不用较真。


下面做一点简单的计算,只用到了初中数学知识。

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

假设巨人的身高为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?身体平均截面积为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?腿骨平均半径为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?密度为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?重力加速度为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?则其质量为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

我们定义一个量为 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?,即巨人身体高度与腿骨半径之比。假设越高的巨人身体也等比例增大,那么 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?为一个常数。

根据压强的定义,底部横截面所受到的压强为

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

巨人的身体等比例增大时, 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?为常数, 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?所以 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?这个比例关系与我们初中学到的压强公式 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?本质上是一致的。也就是说,巨人身高越大,其腿部承受的负荷就越大。

换一个思路,我们将压强公式变换一下:

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

怎么理解呢?假定对于不同大小的巨人,它的腿骨单位面积的承受能力是相同的话, 为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?就是一个定值。那么随着高度H的增大,身体平均截面积与腿骨截面积的比值就必然减小。

翻译一下就是,越高的巨人,其腿骨相对于躯干就越粗。

从下图我们也可以看到,60米的超大型巨人,50米的地鸣巨人,它们的腿部都不成比例地粗壮。而那个超恶心的罗德·雷斯巨人的腿较为纤细,势必无法支撑其体重,所以只能在地上爬行。

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

在日常生活中,用几何相似地放大(或缩小)的倍数去推论其后果,往往会带来错误的结果。比如,猫咪从低楼层跌落可以安然无恙,不是因为猫有九条命,而是因为它们体型较小,单位骨骼截面上承担的负荷比人类小得多。

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物体的尺寸变化时,长度呈线性变化,面积呈平方变化,而体积呈立方变化。对于体型较小的动物来说,同样比例的东西就会轻很多。比如,蚂蚁凭借纤细的腿,可以举起一百倍于自己体重的负荷,而人类举起两倍于自己体重的东西就几乎已经是极限了。

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

下面结合刚才的讨论,说几个有意思的现象。

  • 为什么巨人的身体那么脆?

第一次看巨人的读者,都会有一个印象:巨人的身体非常“脆“。艾伦巨人、女巨人这种15米级的巨人搏斗时,四肢非常容易折断,而且是直接脆断的那种断。这种情况在人类尺度的搏斗中是几乎不存在的。

这就是因为这类巨人的身材比例与人类几乎相同,但身体增大了近十倍,所以即使密度有所减小,其四肢横截面上单位面积所承受的动态负荷依然很大,当然就非常容易折断。

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

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  • 为什么巨人的反应迟缓?

在玛利亚之墙保卫战的开始,莱纳被兵长刺穿脖子,由于抢先一步把意识送往全身,才捡回一命。我们看到,巨人的神经系统和人类非常相似,因此我们推算神经信号依然是依靠电脉冲与神经突触来传播。人类大脑内的神经信号大部分是以约30米/秒的速度传播,这个速度对于人类的尺度来说已经足够快,但是对于15米级、甚至60米级的超大型巨人来说,就是一个不小的时延。

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

最后,总结一下吧。

你看,谏山老师就总是这样。

你看到他对巨人身材比例的设定,惊叹于他超懂物理,结果,他让几十米的巨人飞起来了。

你看到他布下草蛇灰线,惊叹于他不世出的编剧能力,结果,他画了一个有巨大争议的结局。

为什么《进击的巨人》中巨人的身材比例不一样?

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《进击的巨人》中法尔科的颚之巨人真的能飞起来吗?

来源:知乎 www.zhihu.com
作者:知乎用户(登录查看详情)

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