想变“蚁人”？科学告诉你不可能

“我有一根仙女棒，变大变小变漂亮”，这是多年前《小叮当》主题曲的歌词。在科幻作品中，变大变小几乎是一件非常初级的科技，最近在北美上映的超级英雄电影《蚁人》当中，男主角利用“皮姆粒子”将自己缩小到蚂蚁大小，惩恶锄奸。然而有科学家严肃指出，人绝不可能缩到蚂蚁般大小，科技再发达也不行。

本文为编译，有部分删节。来源：Nbcnews 作者：Keith Wagstaff

为什么还没有可以把我们缩小的科学技术？因为有太多太多的不可能了。“缩小将意味着只有2种方法。”贡扎加大学物理学助理教授Erik Aver表示：“要么必须把你的原子缩小，要么把你的原子数量减少。”

原子不能缩小。一个原子中由质子和中子构成的原子核及其周围的电子之间的平均距离，不能更改。即使莫名其妙地出现一个疯狂科学家可以把某人身上的全部原子缩小，把Ta变成蚂蚁大小，但是过大的密度会使Ta直接下沉穿过地球。

另一种选择是消除原子。这在理论上可以实现，在某种程度上。但是组成细胞壁或DNA需要的原子数量有一个最小值，这就好比“你不能用少于4块的积木来建造一座城堡，”Aver解释道。“如果有一座由一百万块积木搭成的城堡，你也许能把它缩小到1000块积木，但这有一个限度。”

因此，“蚁人”中的Paul Rudd从1米7变成1米5是可能的，但不可能变成昆虫大小。

还有一个问题：生物系统并不是简单的按比例缩放。我们摄取的氧气、消耗的食物、散发的热量；这些都关乎我们器官的表面积和我们身体的重量。“这并不是简单地说一句：'喔！一切都将按比例缩小。'”生物力学专家，兼圣迭戈大学环境和海洋科学系主席Michel Boudrias说。

你不能单单缩小你的器官而不计后果。比如说肺部，如果你把它纵向缩小两倍，那么表面积会缩小四倍，体积会缩小八倍。这将大大影响氧和二氧化碳在肺部的扩散速率。

在一份由芝加哥大学有机体生物学和解剖学教授Michael LaBarbera撰写的名为《电影怪物的生物学（The Biology of B-Movie Monsters）》的娱乐性科学文章中，他解释了如果把一个人缩小70倍，那么他用来散热的表面积会减少5000倍，而产生热量的身体质量会减少350000倍。

这将意味着他需要提高自己的新陈代谢速率。“就像一只鼩鼱。”LaBarbera写道，“这人可能每天都要吃下相当于自己体重的食物，而这仅能保证他的生存。”

如果你24小时都在吃东西，那你很难去打击犯罪，连走路都困难了。缩小蚁人就缩小了他的肌肉，那么他会变得很脆弱。如果缩小的时候保持肌肉结构不变，那惊人的密度会把任何东西都破坏。

在漫画中，科学家Hank Pym通过发现一种反物理现象来解决这个问题——亚原子的皮姆粒子。这当然还是不可能，但至少这听起来比把人变成蜘蛛侠的放射性蜘蛛来得有趣一些。