
在人类最狂野的梦境里,“飞翔”总是排在第一位的。而在所有的飞行座驾中,没有什么比希腊神话里的天马(Pegasus)或者《山海经》里的英招(见图1)更让人心驰神往了。想象一下,一匹洁白的骏马,生出一对巨大的羽翼,带着你穿越云层,那画面简直是古代版的“私人公务机”,绝对的让人心驰神往。

图1. 《山海经·西山经》:“又西三百二十里,曰槐江之山,丘时之水出焉,而北流注于泑水。其中多蠃母,其上多青、雄黄,多藏琅玕、黄金、玉,其阳多丹粟,其陲多采黄金银。实惟帝之平圃,神英招司之,其状马身而人面,虎文而舄翼,徇于四海,其音如榴。”
但遗憾的是,如果物理学老师和古生物学家同时在场,他们可能会无情地戳破这个假设性想法:天马不仅飞不起来,它甚至可能连站都站不稳。为什么神话里的顶流座驾,在现实中却是“白日做梦”?让我们用科学的标准对这个想象进行一番评估。
首先,马的“发动机”没地方装。
想要飞上天,光有翅膀是不够的,你得有动力。看看现在的鸟类,为了能扇动翅膀,它们的胸骨进化出了一块高耸的突起,叫做“龙骨突” (见图2)。这块骨头就像是飞机的引擎支架,专门用来附着发达的胸大肌——也就是我们吃鸡胸肉时那块最大的肉。这块肌肉往往要占据鸟类体重的很大比例,才能提供足够的升力。

图2. 飞行性鸟类的胸骨与龙骨突(可能为海鸥或其他种类的海鸟)。
反观我们的马,为了在陆地上奔跑,它的胸骨是扁平的。这意味着它根本没有空间去挂载那套巨大的“飞行引擎”。如果强行给马装上一对翅膀,它只能是个装饰品。因为马那用来拉车的胸肌,连让翅膀扑腾两下都费劲,更别提把自己几百公斤的身子拽离地面了。
其次,马的“机身”实在是太重了。
飞行是一场克斤扣两的游戏。为了减重,鸟类的骨头是中空的,里面甚至还有气囊。而蝙蝠作为唯一会飞的哺乳动物,体重最重也不过1公斤左右(比如马来大狐蝠) 。
可是马呢?作为陆地上的奔跑机器,为了承受地面的冲击力,马的骨骼演化得异常粗壮、密度极高。一匹成年马的平均体重可达数百公斤。让这样一台重型坦克飞上天,简直是对地球重力的极端蔑视。
最后,那个让所有人绝望的数学题:翼展。
根据空气动力学中的翼载荷公式推算,如果一匹几百公斤重的马想要获得足够的升力,它的翅膀翼展至少需要超过十几米。
十几米是什么概念?大约相当于四层楼高。想象一下,一匹马拖着两片四层楼高的巨大翅膀站在马厩里,它别说飞了,恐怕连转身都困难,出门就会被自己的翅膀绊倒。而且,要驱动这么大的翅膀,马需要的能量摄入将是天文数字。它可能得一天24小时不停地吃草,还没等飞起来,就先因为消化不良累倒了。
所以,无论是西方的天马,还是我们《山海经》里马身人面、身披虎纹的英招,它们都是古人将“奔跑的极速”与“飞翔的自由”强行拼贴在一起的浪漫想象。
虽然马不能带你飞上蓝天,但它却在地面上完成了另一种意义的“低空飞行”。在数百万年的演化中,马的四肢变得修长轻盈,心脏变得硕大有力,它们可以60公里的时速在草原上狂奔,这本身就是一种摆脱地心引力束缚的生命奇迹 。
想知道马是怎样成为陆地上的“速度机器”吗?快来我们山西自然博物馆的《“神马都知道”:一场解构神话的生命科学之旅》马年特别展览,看看那些为了奔跑而“精密设计”的马的肌肉和骨骼标本吧。毕竟,真实的“贴地飞行”,有时候比虚幻的“腾云驾雾”更让人震撼。



