WEBVTT

00:00:06.634 --> 00:00:10.947
1977 年，一位名為
愛德華·珀塞爾的物理學家

00:00:10.947 --> 00:00:12.900
計算出，如果你把一個細菌往前推

00:00:12.900 --> 00:00:14.198
然後任由它去

00:00:14.198 --> 00:00:16.947
它會在一百萬分之一秒內停住

00:00:16.947 --> 00:00:18.992
在這段期間，它所前進的距離

00:00:18.992 --> 00:00:21.173
將會少於一個原子的寬度

00:00:21.173 --> 00:00:23.203
這樣的事實對於精子來說也是適用的

00:00:23.203 --> 00:00:24.664
且對其它的微生物也是一樣

00:00:24.664 --> 00:00:27.615
這是因為它們都非常小

00:00:27.615 --> 00:00:31.340
微生物所生存的世界
是我們無法想像的

00:00:31.340 --> 00:00:32.704
對它們來說
光是游過一英吋的水

00:00:32.704 --> 00:00:34.723
都是一件非常困難的事

00:00:34.723 --> 00:00:37.741
但是為什麼尺寸大小
對泳者如此重要呢？

00:00:37.741 --> 00:00:39.365
是什麼因素使得精子的世界

00:00:39.365 --> 00:00:40.765
和抹香鯨的世界

00:00:40.765 --> 00:00:42.621
有著如此巨大的不同呢？

00:00:42.621 --> 00:00:44.056
為了找尋答案，我們必須潛入

00:00:44.056 --> 00:00:46.197
流體的物理學之中

00:00:46.197 --> 00:00:47.955
讓我們用這個方式來思考一下：

00:00:47.955 --> 00:00:49.855
想像你在一個泳池裡面游泳

00:00:49.855 --> 00:00:52.618
裡面只有你以及一大群的水分子

00:00:52.618 --> 00:00:54.356
水分子的數量是你的

00:00:54.356 --> 00:00:57.152
千萬億萬億倍

00:00:57.152 --> 00:00:58.809
所以，用你龐大的身體

00:00:58.809 --> 00:01:00.526
來推動它們使你前進，是很容易的

00:01:00.526 --> 00:01:02.540
但如果你的體積很小

00:01:02.540 --> 00:01:04.626
小到跟一個水分子差不多的時候

00:01:04.626 --> 00:01:06.770
忽然之間
就像你在擠滿人的泳池中

00:01:06.770 --> 00:01:07.965
要游泳一樣

00:01:07.965 --> 00:01:09.792
和輕鬆的揮舞穿梭在

00:01:09.792 --> 00:01:11.599
微小的分子中有所不同

00:01:11.599 --> 00:01:13.557
現在，每一個水分子

00:01:13.557 --> 00:01:16.069
都像是一個人，你必須推擠他們

00:01:16.069 --> 00:01:17.736
才能到達其它地方

00:01:17.736 --> 00:01:20.979
1883 年，物理學家奧斯鮑恩·雷諾

00:01:20.979 --> 00:01:23.102
發現了一個簡單的數

00:01:23.102 --> 00:01:26.016
能夠預測流體的特性

00:01:26.016 --> 00:01:27.483
我們稱之為雷諾數

00:01:27.483 --> 00:01:29.505
雷諾數建立於幾個簡單的性質上

00:01:29.505 --> 00:01:31.238
像是泳者的尺寸

00:01:31.238 --> 00:01:32.529
游動速度

00:01:32.529 --> 00:01:33.598
流體的密度

00:01:33.598 --> 00:01:35.649
以及流體的

00:01:35.649 --> 00:01:36.905
黏度或稠度

00:01:36.905 --> 00:01:38.744
這意味著

00:01:38.744 --> 00:01:40.742
這些尺寸不同的生物

00:01:40.742 --> 00:01:42.739
都生活在完全不同的世界裡

00:01:42.739 --> 00:01:44.708
例如說，抹香鯨因為其巨大的尺寸

00:01:44.708 --> 00:01:46.114
而生存在一個

00:01:46.114 --> 00:01:48.385
大雷諾數的世界裡

00:01:48.385 --> 00:01:50.129
牠只要揮動一次尾巴

00:01:50.129 --> 00:01:52.510
就可以往前滑行一段十分遙遠的距離

00:01:52.510 --> 00:01:54.251
另一邊來說

00:01:54.251 --> 00:01:56.208
精子生活在一個低雷諾數的世界中

00:01:56.208 --> 00:01:58.381
若是精子停止揮動它的尾巴

00:01:58.381 --> 00:02:00.936
它連一個原子的距離都無法超越

00:02:00.936 --> 00:02:03.102
要想像精子的情況

00:02:03.102 --> 00:02:04.560
你必須將自己置入

00:02:04.560 --> 00:02:06.010
它所對應的雷諾數當中

00:02:06.010 --> 00:02:08.151
試想你泡在一整大罐糖蜜中

00:02:08.151 --> 00:02:09.178
而你手臂能揮動的速度

00:02:09.178 --> 00:02:12.142
和時鐘上的分針一樣緩慢

00:02:12.142 --> 00:02:13.596
這樣你就能感同身受

00:02:13.596 --> 00:02:15.614
精子所對抗的是什麼

00:02:15.614 --> 00:02:17.849
那麼，微生物究竟是如何移動的呢？

00:02:17.849 --> 00:02:20.186
事實上，有許多微生物根本不用游泳

00:02:20.186 --> 00:02:22.796
只需要等食物漂過來就可以了

00:02:22.796 --> 00:02:24.023
這就像是一隻懶惰的牛

00:02:24.023 --> 00:02:27.073
等著靠近它嘴邊的那些草生長回來

00:02:27.073 --> 00:02:29.041
但許多微生物是要游泳的

00:02:29.041 --> 00:02:32.009
而這就是許多令人驚嘆的
適應方式會出現的原因

00:02:32.009 --> 00:02:33.469
其中一種招數就是

00:02:33.469 --> 00:02:35.827
改變它們「槳」的形狀

00:02:35.827 --> 00:02:37.550
藉由巧妙的伸縮彎曲

00:02:37.550 --> 00:02:39.512
以在擺動的過程中

00:02:39.512 --> 00:02:41.425
製造更多向前推進的力量

00:02:41.425 --> 00:02:44.620
於是像草履蟲這樣的單細胞生物

00:02:44.620 --> 00:02:45.522
就有辦法在

00:02:45.522 --> 00:02:47.715
一大群的水分子中前進

00:02:47.715 --> 00:02:49.777
但除此之外，細菌與精子

00:02:49.777 --> 00:02:52.496
還有更精巧的方法

00:02:52.496 --> 00:02:54.977
它們不以前後擺動「槳」的方式前進

00:02:54.977 --> 00:02:57.459
而是以螺旋的方式運動

00:02:57.459 --> 00:02:59.206
像是開酒瓶的螺絲錐那樣

00:02:59.206 --> 00:03:01.992
將旋轉的運動轉換成向前的運動

00:03:01.992 --> 00:03:04.829
這些微小生物轉動著螺旋尾巴

00:03:04.829 --> 00:03:06.627
來使其向前推進

00:03:06.627 --> 00:03:10.255
而在它們的世界中
水就像軟木塞一樣的硬

00:03:10.255 --> 00:03:12.509
其他的方式就更奇怪了

00:03:12.509 --> 00:03:14.531
有些細菌使用蝙蝠俠的方法

00:03:14.531 --> 00:03:17.251
用抓鉤來拉動自己

00:03:17.251 --> 00:03:18.808
而抓鈎更可以用來

00:03:18.808 --> 00:03:21.767
當成彈弓，將自己彈射向前

00:03:21.767 --> 00:03:24.219
其它的使用化工的方法

00:03:24.219 --> 00:03:26.518
幽門螺旋桿菌只在我們

00:03:26.518 --> 00:03:29.240
胃裡的酸性黏液中生存

00:03:29.240 --> 00:03:30.399
它們釋放化學物質

00:03:30.399 --> 00:03:32.721
將環繞的黏液變薄

00:03:32.721 --> 00:03:34.674
從而使之在黏液中滑行

00:03:34.674 --> 00:03:35.678
或許你就不會驚訝

00:03:35.678 --> 00:03:37.647
這些傢伙也和胃潰瘍

00:03:37.647 --> 00:03:39.058
脫不了關係

00:03:39.058 --> 00:03:41.030
所以，當你很仔細很仔細

00:03:41.030 --> 00:03:42.984
近距觀察我們的身體與這個世界

00:03:42.984 --> 00:03:45.112
你就會看見各式各樣的小生物

00:03:45.112 --> 00:03:47.121
找尋聰明的方法

00:03:47.121 --> 00:03:48.777
來對付麻煩的情況

00:03:48.777 --> 00:03:50.124
如果沒有這些適應方式的話

00:03:50.124 --> 00:03:52.626
細菌將永遠無法找到它們的宿主

00:03:52.626 --> 00:03:55.383
且精子也永遠都無法遇到卵子

00:03:55.383 --> 00:03:57.546
這代表著你將永遠都不會得到胃潰瘍

00:03:57.546 --> 00:04:00.711
但也代表著，你從最初就不會出生