如何科学地解释一条……龙?

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  就像几乎所有的神话生物一样,龙并不是“一种”动物,也不是一个单系群。它们甚至连单一的共同祖先都可能没有。


  这些都是什么,别急,后面会讲到。图片:FaxCelestis /reddit.com

  西龙科的起源

  西欧的龙神话似乎源自古代的近东。这个核心故事似乎出现在所有的印欧神话里,在这里,龙一直是站在英雄神对立面的怪物,基本形态是巨大的蛇。吉尔伽美什杀死了胡姆巴巴,因陀罗杀死了弗栗多,宙斯杀死了堤丰,赫拉克勒斯杀死了勒拿的许德拉,托尔杀死了尘世巨蟒。卡沃特·沃特金斯(Calvert Watkins)的比较印欧诗学奠基之作就取名《如何杀死一条龙》。


  描绘北欧神话中雷神托尔击杀尘世巨蟒的作品。图片:Emil Doepler /Walhall, die Gtterwelt der Germanen (1905)

  但这个阶段的“龙”大多还保留着巨蛇的特征;事实上Dragon一词的希腊词源就是巨蛇,在近代之前还会用来指称现实中的大蛇。这时被称为龙的生物大多没有翅膀,也不会飞,而且多半和水而非火联系在一起——这一点倒是和东亚的龙颇为类似。按照后来的奇幻规范,大概很多都会被开除龙籍。


  希腊神话中看守金苹果的百头巨龙拉冬(dragon Ladon),形象仿佛蟒蛇。图片:佚名艺术家(约公元前350年)

  今天的龙形象是在《贝奥武甫》里确定下来的。这部盎格鲁萨克逊史诗最早可能诞生于8世纪,虽然其中有很多母题在更早的北欧和日耳曼文学里有出现,但这是这些母题第一次综合形成一个喷火龙的明确形象(而贝奥武甫也成了英语文学第一个屠龙者)。这头龙身披鳞片,口吐烈焰,长着类似蝙蝠的双翼,热爱宝藏,复仇心强烈,对入侵者毫无怜悯。故事中一个奴隶偷走了龙宝藏里的一个酒杯,愤怒的龙袭击了附近的村落作为报复,最终被贝奥武甫杀死——这个故事很明显地成为了《霍比特人》中巨龙斯矛戈的底本,而不夸张地说,整个现代奇幻都是建立在托尔金作品的基础之上的。



  《贝奥武甫》(左)和《霍比特人》(右)中的盗宝事件。左图:J. R. Skelton /Stories of Beowulf (1908);右图:The Hobbit: The Desolation of Smaug (2013)

  而等到奇幻作者回到历史中寻找灵感来源时,就形成了奇幻龙的几大最常见类群。

  真龙、亚龙、鸟龙和蛇龙

  今天几乎所有的龙都还保留着身躯似蛇的核心特征,但除此之外就可以分成众多类型——以下是最常见的几种。这些类型对应的名词多半是在中世纪纹章学的时代确定下来的。

  Dragon,也即最标准的龙,拥有一对翅膀和四条腿。这个词借自法语的dragon,而法语又来自拉丁语的draco,再往前追溯是希腊词源δρκων(drákōn),如前所述,就是巨蛇。


  还记得开头那幅画吗,让我们放大看一下,注意中间的图例,这是除了Dragon外最常见的三种类型。图片:cheyenne /pinterest

  Drake,是标准龙的弱化版,体型、智力和法力多半较弱,有时甚至翅膀也发育不良。它们更可能根据所处的环境而特化成不同元素类型,也更可能扮演反派角色。这个词直接借自拉丁语draco。

  Wyvern,最常见的“另类”龙,只有一对翅膀和两条后腿。它有时是奇幻设定里唯一的龙,有时和Dragon一同出现;后者的情况下它会不被视作“真正”的龙,而是扮演和Drake类似的较弱的角色,不太可能喷火而更可能有毒。这个词本体是法语guivre,来自拉丁文的viper(蛇)。

  Wyrm,古典的龙。这些龙是最符合希腊罗马时代“巨蛇”形象的:多半没有腿,偶尔有也是只有前腿;有些连翅膀都没有,就是一条巨大的蛇。这个词反而不是来自拉丁文,而是日耳曼语土生土长的。

  这些词没有特别普遍的译法,我个人的建议是根据它们的习惯用法和它们和现实生物的近似程度,分别定译名如下:Dragon-真龙,Drake-次龙,Wyvern-鸟龙,Wyrm-蛇龙。按照非著名龙类研究者詹姆斯·佩克(James Pecke)的分类,它们是脊索动物门异龙纲有鳞龙目西龙科下辖的四个属:

  Tetrapa,Minimi,Bipeda,Fundati。

  龙的生理和解剖

  鸟龙Wyvern的形象在较新的奇幻作品里愈发常见了,大有取代真龙Dragon之势。譬如乔治·R·R·马丁在自己的博客上特别强调说,《冰与火之歌》的龙虽然名为Dragon,但都是两足龙:

  “根据纹章学的规定,真龙有四条腿,鸟龙有两条。但是你有见过纹章学的‘海马’吗?纹章师对生物学一窍不通。的确,我们没有真正的龙。但是我们有蝙蝠,有鸟,曾经还有翼龙。这些都是我们设计一条龙的时候使用的模型。自然界里没有任何动物既有四条腿又有一对翅膀。”


  冰火电视剧中的龙和龙母。图片:HBO /Game of Thrones (2011)

  虽然是奇幻作品,但马丁对此的执着确实可以理解:毕竟,几条腿是大件事。

  生物时刻都在突变,大多数突变本身就没有效果,但就算少数原则上能产生效果的,也未必就真的能体现出来。有些“浅层”的属性很容易变化,就像房子上多块颜料少片瓦,影响不大;但是有些属性是“深层”的,牵一发而动全身,就像房子的梁柱,这样的属性就很难改变。演化生物学家将这种现象比喻为“渠限化”(canalization):性状像被水渠束缚了一样流不出去,小的突变根本无法产生影响,太大的突变会导致整个水渠破损、生物也随之死亡。从业已确立的发育框架平滑过渡到另一种框架几乎是不可能的。


  底层发育带来的演化制约就像沟渠:虽然距离完全限定演化方向还很远,但确实会让某些演化更容易发生、另一些更难发生。图片:Kevin J Mitchell /plos (2007)

  所以如果要变,只能在当初一切框架都还没有确定的远古时代变。有种观点认为,所谓的寒武纪大爆发就是这样一个确立的过程:多细胞生物在数千万年里摸索、尝试,最终确立了几十种能用的身体构架,自那以后就是在每一个大框架上建小一些的框架、小框架上加修饰物。海星纲是五辐射对称,腹足纲有一片壳,昆虫纲有外骨骼和六条腿,陆生脊椎类有脊椎和四条腿,这些都是业已定下的渠限。中土大陆上的龙作为魔苟斯大人改造出来的生物,或许还有什么特殊办法突破这种限制(即便如此,《霍比特人2》里的斯矛戈也是双足双翼);相对而言低魔世界的维斯特洛大陆,确实就没理由打破这个制约了。


  维斯特洛大陆上坦格利安家族的纹章。图片:HBO /Game of Thrones(2011)

  从生理学角度考虑的话,龙还有许多其他特征比表象更加微妙。来自巨蛇的传统让龙表现出了很多类似爬行动物的特征:卵生,有鳞片,无毛无羽毛;但显然,龙不会是典型的冷血蜥蜴,不然骑士只需要在冬天屠龙就可以了……事实上,把龙当成哺乳类看待没准更合适:一个拥有穿山甲鳞片、蝙蝠皮膜翼、鸭嘴兽卵式生殖的类群,完全没毛病。

  甚至喷火都不是那么不可想象。以非洲气步甲Stenaptinus insignis为代表的众多炮兵甲虫就能喷“火”——好吧不是火焰,只是高温气液混合物。非洲气步甲会在体内分别合成对苯二酚和过氧化氢,分别储存在体内的两个“燃料舱”,使用时把二者注入专门的燃烧舱中,再加水和酶。这个反应放出的热量足以把溶液煮沸,产生的大量气体将滚烫的混合物喷射出去——里面还含有剧毒的反应产物苯醌。全过程只需几分之一秒,喷口还能自由调节方向。


  非洲气步甲的喷射“火焰”。图片:Rodrigo B. Salvador /Journal of Geek Studies (2016)

  既然连小小甲虫都能有这么复杂的机制,那么对于巨龙来说,合成一些可燃气体,喷射出去的时候再摩擦点个火,不算什么难事儿吧?很多微生物(比如酵母菌)已经可以代谢产生乙醇了,而乙醇脱水合成乙醚的反应并不算太困难。只要储存一些生物合成乙醚,需要时喷出体外,同时用牙齿撞击打出火花,便可实现熊熊烈火


  《霍比特人2》中的斯矛戈,龙要喷火恐怕不是什么难事。图片:powerlisting.wikia.com

  必须指出的是,喷气式火焰其实价值有限,因为气喷不远。乙醚太容易挥发,作为龙焰只能造成近战范围伤害,遇上阵型分散的讨厌弓箭手就会很麻烦。人类的多数军用火焰喷射器其实用的是油基液态燃料,不但射程远,可以在工事内反弹,命中目标后还能以黏糊糊一团的形态持续燃烧。但龙实现这一点也不难:多种鹱[hù]科鸟类的胃就能分泌蜡酯和甘油三酯混合的油状物,可以在自卫时喷对方一身,阻碍对方有效飞行。谢天谢地鹱没能力点燃它——大海上飞翔着千万只迷你火焰喷射器可不是个好兆头——不过没什么原则上的理由让龙不能这么做。


  冰岛的暴雪鹱(Fulmarus glacialis)幼鸟,吐出油状物以自卫。原视频:Gross Science / YouTube;来源:Discovery FootageSource /Getty

  相比之下,反倒是最不起眼的超能力最难实现:飞。原因很简单,龙太胖了

  飞行物理学

  真正的动力飞行在自然界里独立演化出来了四次:昆虫、翼龙、鸟和蝙蝠。每一次都伴随着生物重量的缩小和翅膀的相对变大。著名的平方立方率指出,体重和体长的三次方成正比,翅膀面积和肌肉力量却只成二次方正比,所以简单放大肯定不行,而来自其他领域的修正也必定有极限。Katsufumi Sato et al. (2009)的计算指出,如果把信天翁(今天地球上最大的靠自身动力飞行的生物)作为模板比例放大,极限是体重41kg、翼展5.1米;而历史上最大的飞行生物风神翼龙的体重约200kg、翼展约11米。这无论如何也不能和魔戒或者冰火中体长50米、翼展可能近百米的成年龙相提并论。


  现生的南方皇家信天翁(绿)和已经灭绝的风神翼龙(红)、桑氏伪齿鸟(橙)翼展示意。图片:Foolp / wiki commons

  说实话,按照很多绘画里龙的形象,它们能不能在地上正常行走都是问题。这个大小级别的陆地生物不是没有,但它们都不约而同地采取了“筒子腿”的形态:腿部粗壮,位于身体正下方,几乎成圆柱形而不怎么打弯。这可能是力学上唯一可行的支持几吨重量的方式,而许多绘画里却模仿蜥蜴把龙的肢体画在了身体两侧,弯曲着地,这样的话走不了两步就应该全关节脱臼了……


  果壳綦江龙复原图,像这样的大块头,四肢几乎是垂直地面的圆柱,在现生动物里,大象可不也是如此。图片:邢立达 等 /Journal of Vertebrate Paleontology (2015)

  但是且慢。龙有个重要的生理特征:它很热。

  现实世界里没有能喷火的生物,很大程度是因为正常的生物组织和酶反应对付不了高温。但这不是原则问题:深海热泉口高压下的水沸点极高,日常水温达数百摄氏度,也能演化出可以在此生存的生物。龙能喷火,而且自身火抗很高,无疑是能承受近千度高温的。倘若龙体内有一个大空腔能一直维持这个温度,形成热气球的效果,仅此一项就能产生半吨以上的升力。


  所以随着进化,Pokémon中喷火龙的肚子变大是合理的,只不过,喷火龙的肚子里可能是个大空腔。图片:tumblr.com

  而如果把龙喷射火焰的机制用上,在起飞或者加速的时候利用喷气的方式进行助推,那么飞行速度可能也不是问题了。

  更加微妙的办法是,龙甚至可以考虑控制躯体周围的温度梯度来给自己产生上升气流。许多鸟类已经是掌控上升气流的大师了,而寒冷环境生活的多种温血动物都有很高的局部体温调节能力。把二者结合起来,并非什么难以想象的事情。


  至于东亚的龙如何获得飞行动力……欢迎留言说说你的看法。图片:Richard Fisher / flickr

  关于幻想生物的物理学和生物学讨论最终都会落到这样的场景:物理是死的,而生物是活的。现实中所有的生命当然遵循物理学的每一条基本原则,但演化时不时就会出现剑走偏锋的办法绕过看起来不可能的难关。凭借昆虫或者蝙蝠的生理确实不可能让龙飞起来,但如果龙真的成为演化史上第五条动力飞行的路线呢?

  俗话说的好:在虚构的故事中寻求真实感的人,脑袋一定有问题。

  本文是物种日历第4年的第62篇文章,来自物种日历作者@Ent。

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