人有翅膀能飛嗎?
假設人長了翅膀,如果能飛那翅膀要滿足什麼條件。
如果人有翅膀,可能多數人會想到的是這種長著鳥翅膀,類似天使的形象。而蝙蝠樣式的膜翼,估計很少有人喜歡。
圖片來自Warren Worthington III
其實,長在背上的翅膀根本飛不起來。飛行需要強大的肌肉提供動力,而人的背部是沒有這樣的肌肉的。
圖片來自Human back
肌肉依靠收縮提供力量。人背部的肌肉都是用於讓肩部和手臂向後運動的,而飛行需要向兩個方向運動翅膀,其中向前(下)運動尤為重要。這需要身體前後兩側肌肉的配合才能做到。
圖片來自How to make birds fly good
所以,我們還是現實一點,參考鳥或蝙蝠的方法吧。它們的翅膀都是由前肢演化而來的,長在身體的兩側。這樣,胸部和背部的肌肉就可以帶動翅膀上下運動。也就是說,你必須讓翅膀長在手臂上。這也意味著你要放棄(至少大部分手)的功能,因為原先作為手指的骨頭必須用來支撐翅膀的框架。畢竟魚與熊掌不可得兼。
圖片來自Bird anatomy
上圖是鴿子的翅膀,末端(26)就是由手指骨演化而來的。不過,你可以像蝙蝠那樣把大拇指保留下來:
圖片來自Bat
好了,現在你有了一雙天使一樣的翅膀,每個翅膀上面有一個有大拇指演化而來的爪子,可以像鉤子船長一樣拿東西。至少,吃飯問題不大。
圖片來自Captain Hook
我們來看看這個翅膀有多大。
要從空氣動力學角度來分析翅膀好像走得太遠了,再說我也不會。幸好這裡(Why Can"t Humans Fly Like Birds?)有一個投機取巧的方法,我們可以借鑒一下。
在這篇文章里,作者是這樣分析的。
從維基百科找到很多鳥的信息,把它們的體重和翼展寬度標在圖上。
橫軸是體重,縱軸是翼展。從上圖我們可以看到體重比翼展增長的快,大致是一個二次曲線的樣子。然後,把縱軸換成翼展的平方,可以得到下圖:
現在可以大致看到一個線性關係,也就是說,鳥的體重和翼展的平方成正比。假設一個人的體重為70公斤,那麼翼展寬度應該有大約有6.7米。
保守一點估計,就算7米吧。
翅膀長在身體兩邊的另一個好處是增加了翼展寬度,這樣,每個翅膀只需要長3.3米就夠了。翅膀中大約2/3有骨頭和肌肉,尖端是羽毛延伸的部分。
參考下面的翅膀解剖圖,我們可以看到翅膀內骨骼和肌肉的分布。
圖片來自DK Find Out!
長達2米多,線性延伸的組織,還要支持大力的扇動,這需要強壯的骨骼。我估計翅膀上的骨骼平均直徑應該不小於人的股骨(3厘米)。人體骨骼的密度是1.7克/立方厘米,所以我們可以把一個翅膀上骨骼的重量估算為約3公斤。從上圖可以看出,肌肉體積比骨骼大,而密度較小(1.06克/立方厘米),至少也有4公斤,皮膚估計至少1公斤,大量的羽毛應該也不少於5公斤。那麼一個翅膀就有13公斤,兩邊共26公斤。
以足夠快的速度扇動這一對巨型翅膀需要巨大的胸肌。很多回答說胸肌厚度要達到1米才夠,我覺得這是一種比較誇張的說法。我們這裡採用保守一點的估計。在飛行鳥類中,用於向下拍翅膀的胸大肌和用於抬起翅膀的喙上肌占體重的35%。對於一個70公斤的人來說,就是24公斤。其實,對人類來說,這個比例還應該高一些,因為人體肌肉的效率不如鳥類。這樣,我們為了飛行付出的體重已經達到50公斤了,而這個人的體重只有70公斤,只剩下20公斤給其他的組織和器官。
這條路顯然已經走不通了。如果你仍然執著的想飛,唯一的出路就是減輕體重。這一點我們還是可以向鳥類學習。
人體內密度最大的是骨骼,我們第一步要做的就是降低骨骼密度。我們可以把實心的骨頭變成空心的,然後用一些網狀支撐結構來維持強度。
圖片來自DK Find Out!
另外,人體的骨骼系統太複雜,可以大大簡化。比如,脊椎骨完全沒有必要有這麼多節。可以讓幾節脊椎骨化合併在一起,保留3到4節,可以彎腰就行了。鎖骨,胸骨和肋骨等等也都可以這樣處理。為了能飛,其他的靈活性就犧牲一些吧。
人的頭部太大,不適合飛行,必須減小。顱骨的也沒有必要這麼厚,要是從天上掉下來,再厚也會摔成豆腐渣。牙齒也許也能簡化一些,少要幾顆。咀嚼功能變弱了以後,下頜也沒必要這麼大了。以後就只能吃一些容易消化的食物了。
能夠飛行以後,行走的功能就不這麼重要了。所以腿就不用這麼長,有現在的一小半就行。
然後來看肌肉系統。簡化骨骼系統的另一個好處是相關的肌肉也不需要了,進一步減輕了重量。我們把主要的肌肉放在用來運動翅膀的地方。腿上的肌肉也是不可缺少的,它可以在起飛的時候提供重要的助力。我們在吃雞的時候,常常注意到雞身上就這兩個地方有肉。
至於其他地方的肌肉,我覺得可以轉頭和彎腰就夠了。
軀幹也需要盡量縮小,所以身體內器官也需要大大簡化。像大腸,膀胱這樣可有可無的器官統統可以刪除。雖然後果是大小便失禁,但是這並不影響生存和飛行。複雜的生殖系統也需要簡化:卵巢只需要一個,子宮也不用這麼大。其實,改成卵生就行了。
同時,有的系統是需要加強的,比如循環和呼吸系統,這樣才能為飛行提供足夠的能量。為了在起飛的瞬間提供巨大的能量,人體的新陳代謝需要加強。這意味著人的體溫也會相應提高,估計能達到42度左右。
為了在飛行時降低空氣阻力,最好頭能變尖一點。這一點可以通過改造鼻子的形狀實現。身體的形狀也最好能變成流線型。身上再長一層羽毛也有利於減少阻力。
有了以上改變,我覺得人就應該差不多能夠飛起來了。這時候這個人應該是這個樣子:
圖片來自Pagan Archives -
這就是傳說中的鷹身女妖。
最後,我們來總結一下中心思想:如果你想用翅膀飛起來,你就要把自己變成一隻鳥。不能,還得靠裝備
請自覺把目光焦距在後面那位
能,但是你得找到個辦法,把自己加速到比你跑的速度高的多的速度……還得找到辦法,能很高的速度降落,而不會斷腿
因為人類太重了,據說鳥類能自行起飛的最大重量是35kg大概會變成這樣…
出處《未確認少年外堂》
高中的時候老師說過如果人要能自己用翅膀飛的話,差不多需要有1米厚的胸肌
首先感謝提問者提出這個問題,讓我想起了兒時特別喜歡的一部科教片《如夢自然博物館》。
裡面講的都是各種自然科學知識,小時候愛看的不得了,今天看到這個問題突然想起來,有一集是專門講飛行的,裡邊有提到想要人像鳥類一樣飛翔需要作出哪些改變。
裡邊說道,想要飛行需要翅膀,這是必須的,然後還有一個條件就是必須在翅膀上產生氣流速度才可以。人的胸部肌肉相對於整個身體來說太小了,所以即使人類擁有翅膀也不能驅使我們向前。
對於人體來說,想要飛行,需要將腿部的雞肉全部轉移到胸部上去
像這樣
還需要相當於一架輕型客機的翼展。
然後再長上翅膀
然後就可以飛啦
我小時候也問過我爸爸這個問題 他跟我說:腿砍了就行了……
坐飛機那麼爽還不冷多好
參考企鵝
記得在哪裡看到過,如果人類按現在的體型多添一對翅膀,那麼你只要扇動它一下就足以把你的胸膛撕裂。
金剛的肌肉和阿凡達的骨骼,當然有了這些條件當個人形跳蚤,一個後空翻十八里路學學孫悟空也不錯。
你問這個問題你是想當香港記者?
為什麼我首先想到的是……要是有了翅膀,Bra要怎麼設計……是不是所有衣服背後都要開兩個口……那平時換衣服怎麼換呢……(? ̄?д ̄??)
能擋雨
可以啊,但是不是自己身上長的翅膀,具體請參考復仇者聯盟獵鷹
假設人長了翅膀,那必然能飛,或者至少能滑翔。不能用的翅膀不會留到現在。
如果加上一副助力系統呢,能否飛起來??
和鳥同比例的肌肉,很輕的骨頭,當然了 還要不怕高
理論上是可以的吧……
不是學這個的,只能憑淺陋的學識胡謅一下:首先翅膀和手臂會發生重疊,就是類似蝙蝠那樣的,其實說是翅膀上長個手更合適……
可是人類的上肢肌肉沒法支撐這麼沉重的身體的。鳥類為了飛行砍掉了大部分的身體結構,比如骨骼中空沒有膀胱腸子奇短腿上沒肉什麼的。題主肯定不想這樣對吧?
那麼第二點就來了。為什麼不能讓腿也兼職翅膀的功能?大腿肌肉是遠遠強過手臂的,而且兩對翅膀離飛起來的目標就近了很多吧?
第三點,調整一下手腳的比例,不用多,保證手腳一樣長就行,再調整一下腿關節,採用類似貓狗那樣的關節結構,原地起飛不一定,滑翔肯定是沒問題的。
最後,希望這個漏洞百出的答案能給生物學的大觸們帶來一些啟發,構想出真正能飛的人體結構
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