蚂蚁真是大力士吗

蚂蚁真是大力士吗？2015年3月作者；熊万晟内容摘要：“蚂蚁能举起是它自身质量400倍的物体，而人类最多为三倍，因此蚂蚁是大力士。”但是举起物体质量相对于自身质量的倍数在不同质量的举重者间比较是不公平的。由此不能得出“蚂蚁是大力士”这一结论。我们只要把不公平因素造成的差别考虑进去，该比较方法便能转化为公平的比较方法。通过计算，一个56kg的人需举起质量大于100kg的物体便可胜过蚂蚁了。而56kg级男子抓举世界纪录为138kg。由此可得出结论：蚂蚁并非大力士。关键词：蚂蚁大力士质量倍数物体不公平等比例比值我们经常听到这样一个说法：“蚂蚁能举起是它自身质量400倍的物体，而人类最多为三倍，因此蚂蚁是大力士。”该说法出自科学家及权威机构，绝大多人对此深信不疑。然而，蚂蚁真是大力士吗？人类与蚂蚁举重的该比较方法是不公平的，原因是没有考虑到量变引起质变这个因素。物体等比例放大或缩小时，它的某些规律会发生变化，并非仅仅大小发生了变化。假如你和生活中的物品均缩小340倍（按长度计）。你就变得只有蚂蚁那么大。你一天的生活会变得与现在截然不同。早上起床洗口时，由于水无法从杯子里倒出，你只好用吸管吸取杯中的漱口水。当你洗脸时，毛巾会粘在脸上很难分开。在街上买份报纸，你却无法看清上面的字，因为视网膜上的感光细胞无法缩小340倍——细胞小到一定程度就无法进行新陈代谢了。马路上，汽车均无法开动，你只好步行至目的地。见到熟人也无法进行交谈，因为你们发出的声音与原来完全不同。回到家，你会发现所有电器均无法正常运作。你或许可以用煤气灶做饭，但是饭菜很可能会飘得到处都是。一壶水几秒钟就会烧开，一旦烧开，水便会像炮弹一样从壶内射出。睡觉前，洗澡也会变得极其危险。以上的理想实验说明了变化的不仅是物体的大小，很多规律也发生了变化。这其中的根本原因是：物体在等比例放大或缩小时，组成物体的微粒（原子、分子等）本没有随物体一同放大或缩小，而微粒的大小影响着表面张力系数、热导率、空气阻力系数等一系列物理参数。当物体大小发生变化时，而这些物理参数没有发生变化。因此，相对来说，物体的规律便发生了变化。了解到了这些，我们再来讨论举起物体的质量相对于自身质量的倍数在不同质量的举重者间比较是否公平。首先用极限法举个例子来说明。一个铁原子，其最大承重至少是其自身质量的数亿亿倍。若铁有木星那么大，其最大承重将小于自身质量的十万分之一。这是由于两者一旦接触，便会因为巨大的万有引力而融合为一个更大的铁球。同样是铁，其质量越小，承受物体的最大质量相对于自身质量的倍数越大。再用举重比赛的世界纪录进一步说明。关于举重比赛，其目的当然看谁是大力士。为了竞争的公平，比赛分为多个公斤级。如果人与蚂蚁比举重的那种方法是公平的，那举重比赛又何必分公斤级呢？关键是人与蚂蚁这种比赛是不公平的。这样会对质量较小的选手有优势。可能有人不太相信，那么我们就一起来分析下面表格中的数据。男子、女子各公斤级抓举、挺举世界纪录4853565862636975778594105男子抓举——1382.46—1542.48—1652.39—1762.291872.201882.002001.91男子挺举——1703.31—1822.94—1982.87—2102.732182.572332.482382.27女子抓举1012.101112.09—1172.02—1282.031351.961512.01————女子挺举1212.521322.49—1412.43—1452.301582.291642.19————注：为举起物体质量（kg）及其与选手质量（kg）的比值。为公斤级（kg)。为项目。.2—5排小格中的数据表示：上排的数据表示举起物体质量，下排的数据表示举起物体质量与选手质量的比值。由于无法获知选手准确的质量，选手质量按公斤级计。“—”表示无该项目。我们仔细分析数据，会发现这样一个规律：当比赛项目一定时，随着选手质量减小，举起物体的质量与选手质量的比值大体上逐渐增大。（其中出现特例的原因：用公斤级代表选手质量存在误差。另外，世界纪录也存在偶然性。）人与蚂蚁比举重的那种方法假如用在举重比赛，夺冠的选手几乎都会是质量较小。因此，该比赛方法不公平。再用证明发来说明。设蚂蚁的质量为m。不妨把蚂蚁举起物体的肢体简化为一圆柱。圆柱的横截面积为S。我们知道物体的最大承重与其横截面积成正比（设比值为k)。则蚂蚁最大承重为kS,是自身质量的mkS倍。当把蚂蚁等比例放大n倍，则此时蚂蚁的质量为mn3。肢体简化为圆柱的横截面积为Sn2，蚂蚁的最大承重为kSn2，是自身质量的mnSkn32=nmkS倍。因此，即使同样的蚂蚁等比例放大n倍，其举起物体质量相对于自身质量的倍数减为原来的n1。所以蚂蚁举起物体的质量相对于自身质量的倍数大，主要是因为蚂蚁的质量小，而在常见能举起物体的动物中，除了蚂蚁没有比其质量更小的了，蚂蚁便毫无任何悬念地成为了在该种不公平比较举重方法下的举重冠军。综上所述，举起物体质量相对于自身质量的倍数在不同质量的举重者间比较，对质量较大的选手不公平，且不公平程度随举重者质量差别的增大而增大。人类的质量远大于蚂蚁，蚂蚁与人类举重的该比较方法对人类极不公平，因此不能由“蚂蚁能举起是它自身质量400倍的物体，而人类最多为3倍”得出“蚂蚁是大力士”这一结论。然而“蚂蚁是否是大力士？”这一问题仍没有解决。既然上文所讲的比较方法不公平，我们只要把不公平因素造成的差别考虑进去，该比较方法便能转化为公平的比较方法。由于不公平是人与蚂蚁质量差别造成的。设人的质量为M，蚂蚁的质量为m，则蚂蚁等比例放大3mM倍才能与人质量相同，此时蚂蚁再与人比举重就公平了。设蚂蚁没放大时举起物体质量为1m，则举起物体质量相对于自身质量为mm1倍。蚂蚁放大后，举起物体质量相对于自身质量31mMmm倍。设人能举起物体的质量为1M，则相对于自身质量的MM1倍。蚂蚁举重得分为31mMmm，人举重得分为MM1，只需比较两者大小，谁的得分高，谁便获胜。根据mm1=400，蚂蚁质量m=0.005g，通过计算，一位56kg的人，需举起质量大于100kg的物体便可胜过蚂蚁了。而56kg级男子抓举世界纪录为138kg。由此可得出结论：蚂蚁并非大力士。