哥斯拉是日本影史上最悠久，世界影史上公認最經典、最有名的怪獸角色，它的起源可比奧特曼悠久得多。它的體型巨大，堪比摩天大廈，但你也許不知道哥斯拉的體型一直都在變。 

哥斯拉 圖片來源：imdb 

　　從1954年初代哥斯拉誕生以來，哥斯拉的體型也發生這變化，一、二代哥斯拉的身高為50米，三代身高為80米，四、五代為100米，之后的六、七、八、九、十代又回到了初始設定50米左右，到了最新的幾代又變大到110米左右。 

歷代哥斯拉高度對比 圖片來源：Science雜志 

　　這幾天上映的《哥斯拉》的“紅蓮狀態”體型更是達到了119.8米，也就是40層樓高，相當于中央電視臺總部大樓的一半高，而體重為99634噸。 

　　如果現實中真的存在哥斯拉這樣體型巨大的生物，那么它要吃多少才吃得飽？接下來我們來科學分析一下。 

　　  

　　想要計算哥斯拉的食量你得知道什么是異速增長關系 

　　生物的行為、形態以及所需能量等生理特征與體型之間存在著一種定量關系，也就是說這些生物學特征會隨著生物體型的變化而產生定量的變化，而且這個變化不是成比例的，也就是異速增長關系。這一概念最早由朱利安·赫胥黎(Julian Huxley)于1932年提出。 

　　這種關系可以用一個數學表達式表示：E = aMb。 

　　E 為生物學變量（如動物的代謝率，可以理解為動物單位時間內消耗的能量）； 

　　M 為體型（一般用體重表示）； 

　　a 為常數 

　　b 為函數冪（也稱尺度因子）。 

　　那么b值到底是多少呢？ 

　　生物的行為、形態和生理等特征與體型不是等比例增長先假設生物學變量與體型是線性關系，也就是生物的體型越大，生物學變量值也就越大，則：b=1； 

　　這種情況在自然界是存在的，但是有前提的。舉個例子，青蛙除了在蛻變后的幾周的短暫時期外都是線性生長的，是等比例的。但這種線性生長并不是長期的，為什么？ 

蝌蚪的變化 圖片來源：giphy 

　　線性增長的關系是由平方-立方定律決定的。當一個生物體的長度翻倍時，那么它的表面積將是原來的4倍，而它的體積和質量將是原來的8倍。 

　　但在現實中這樣的生物會出現很多問題。 

　　先假設動物體型翻了一倍，現在有8倍的生物組織來支持它的生存，但是如果按照前面的說法，它的呼吸器官表面積應該變成原來4倍，那么它的身體供需關系就會出現不匹配的情況，原有的呼吸器官提供的氧氣就不足以維持現有的體型能量消耗。 

　　同樣，當我們翻倍動物的體型時，骨頭的面積是原來2倍，而質量卻變成了8倍，這是完全不合適的。 

　　如下圖所示，拿大象的照片和斑尾袋鼬的照片放大到同等大小去比較，很容易發現大象的腿要粗得多。如果真的把斑尾袋鼬按照自身的比例放大到大象那么大，按照上一段中的分析，它一定站不起來，而大象為了能站立，它的腿必須很粗才行。 

上圖為大象骨架，下圖為斑尾袋鼬骨架，兩者體型大小不一，骨骼大小也不一樣，圖片來源：Wikipedia 

　　所以生物的行為、形態和生理等特征與體型之間的關系不會是完全等比例的，也就是異速增長，而非等速增長，所以這個b值是1以外的數值。 

　　關于這個b值究竟是多少，不同科學家都提出了自己的想法。 

　　生物學家Robert Henry Peters 在他的著作《體型的生態學意義》中，列出了1000多個異速增長公式以描述不同的動物特征與體重的關系。這些異速增長方程的尺度指數 b = 3/4 或 b=2/3。 

《體型的生態學意義》 圖片來源：Amazon.com 

不同生物類群（包括單細胞生物）的代謝率與體重的關系 圖片來源：Hemmingsen A M 1969, Rep Steno Mem Hosp Nordisk Insulinlaboratorium 9:1-110。 

　　后來科學家通過各種途徑驗證異速增長規律，研究發現b=2/3或3/4都得到了理論和實驗研究的支持。但由于b=2/3的物理基礎的限制，學者們近年來更傾向于b=3/4。 

　　而這一觀點最早提出者是動物能量和營養學家Max Kleiber，所以這一結論也被稱為Kleiber規律。公式表示為：E= 70 M3/4 

　　按照此結論，一只貓的重量是一只老鼠的100倍，它的代謝量比老鼠約大31倍。 

不同物種的身體大小與代謝率之間的關系 Kleiber (1947). 圖片來源：Wikipedia 

　　  

　　 99634噸重的哥斯拉一天得吃多少才管飽？ 

哥斯拉設定海報 圖片來源：twitter 

　　所以按照上面的理論，哥斯拉應該按照E= 70 M2/3來算，因為哥斯拉并不是哺乳動物，它的原型是一只蜥蜴。 

　　根據哥斯拉99634噸的重量來算，它每天需要約9972537千卡的熱量來維持生命，一個成年男性也就是2200左右千卡的熱量，換言之哥斯拉一天所需的能量是一個成年男性的4532倍左右。 

　　為了“吃飽”，它必須以鯨魚和大白鯊為食，但這么做實在太費勁了，所以大家也不難理解這種骨骼奇異、身體強健的怪獸為什么會選擇吃核彈頭了，畢竟想吃到這些方便多了…… 

　　  

　　參考文獻 

　　1.   https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%93%A5%E5%90%89%E6%8B%89_II_%E6%80%AA%E7%8D%B8%E4%B9%8B%E7%8E%8B 

　　2.   https://en.wikipedia.org/wiki/Allometry 

　　3.   https://en.wikipedia.org/wiki/Max_Kleiber 

　　4.   https://www.cambridge.org/core/books/ecological-implications-of-body-size/animal-abundance/1DB0FEA79142771A0E9D3FCE2B9FC7DC 

　　5.   https://www.cambridge.org/core/books/ecological-implications-of-body-size/animal-abundance/1DB0FEA79142771A0E9D3FCE2B9FC7DC 

哥斯拉一天要吃多少才飽？

圖文簡介

摘要：哥斯拉是日本影史上最悠久，世界影史上公認最經典、最有名的怪獸角色，它的起源可比奧特曼悠久得多。它的體型巨大，堪比摩天大廈，但你也許不知道哥斯拉的體型一直都在變。這幾天上映的《哥斯拉》的“紅蓮狀態”體型更是達到了119.8米，也就是40層樓高，體重也達到了99634噸。如果現實中真的存在哥斯拉這樣體型巨大的生物，那么它要吃多少才吃得飽？接下來我們來科學分析一下。