1977年，物理学家爱德华·珀塞尔
(Edward Purcell)
计算出，如果你推动一个细菌
然后任它而去，
它将在大概一百万分之一秒内停止运动。
在这样短的时间内，它运动的距离
小于一个原子的宽度。
这种情况适用于精子
和其它很多微生物。
它们都必须非常小。
微生物栖生在一个完全不同于我们的世界，
对它们来说，渡过一英尺水
都将极其困难。
不过为何大小对于“游泳者”如此重要呢？
是什么使得精子的世界
与抹香鲸的世界
有着完全不同呢？
为了找到答案，我们需要潜入
流体的物理世界。
试着从这个角度来想一下
想象你在一个游泳池里游泳
有你和一大堆的水分子
水分子的数量级是你的
千万亿万亿倍
所以，你庞大的身躯很容易
在它们中间前行
但是如果你非常小的话
小到和水分子差不多的话，
突然之间，就变成你在一游泳池的人
中间游泳。
不同于轻松地在一堆
小小的分子中挥动游弋，
现在每个水分子
都像另一个人，你必须推动划过他们
才能到达别的地方
1883年，物理学家奥斯本·雷诺
(Osborne Reynolds)
计算出一个简易的常数，
可以预知流体的表现能力。
这个常数叫做“雷诺数”，
它适用于简单的个体，
比如“游泳者”的大小、
游的速度、
流体的密度、
以及流体的
黏度或稠度。
这意味着
大小不同的生物
生活在完全不同的世界。
比如，由于极其巨大
抹香鲸生活在
大雷诺数世界。
它拍打一下尾巴，
可以向前游很远。
同时，精子生活在
低雷诺数世界。
如果精子停止摇动尾巴，
它向前的距离不会超过一个原子。
想象一下变成精子是什么样的
你需要把自己放到
它所在的雷诺数中。
想象自己在一罐蜜糖中，
你挥动手臂的速度
和分针一样慢，
你就能明白
精子对抗的是什么
那么，微生物是如何移动的呢？
许多根本不考虑游泳。
它们让食物带着前行。
就像一头懒牛
等着它嘴下的那块草长回来。
但有些微生物会游泳，
它们有惊人的适应性。
其中一个方式就是
改变纤毛的形状。
灵巧地弯曲纤毛
可以使动力
大于阻力。
单细胞生物，比如草履虫
就可以在
水分子中前行。
还有更绝的，
就是细菌和精子的方法。
它们并不把前后摆动纤毛，
而是旋转着，就像螺旋拔塞。
同酒瓶中的螺旋拔塞
将旋转运动转化成向前运动一样，
这些微小的生物旋转着螺旋状的尾巴
使自己向前，它们世界中的水
它们世界中的水同瓶塞一样硬。
另一种办法更加奇怪。
一些病毒选择了蝙蝠侠的方法。
它们用抓钩将自己拉起。
甚至还能
像弹弓一样将自己弹过去。
另一些用化学方法。
幽门螺旋杆菌只在胃中的
酸性粘液中生活。
它们释放一种化学物质
使周围的粘液变薄，
从而划过粘液。
并不奇怪，
这些家伙也要对
胃溃疡负责。
所以，当你近距离观察
我们的身体和这个世界，
你可以看到各种各样的小生物
用聪明的方法
应对棘手的情况。
如果不去适应，
细菌找不到寄主，
精子也遇不到卵子，
这意味着你也不会得胃溃疡，
但你最初也不会出生。