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比一比：人類精子與抹香鯨有什麼不同—艾提使·巴提亞 (Aatish Bhatia)

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    1977 年，一位名為
    愛德華·珀塞爾的物理學家
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    計算出，如果你把一個細菌往前推
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    然後任由它去
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    它會在一百萬分之一秒內停住
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    在這段期間，它所前進的距離
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    將會少於一個原子的寬度
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    這樣的事實對於精子來說也是適用的
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    且對其它的微生物也是一樣
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    這是因為它們都非常小
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    微生物所生存的世界
    是我們無法想像的
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    對它們來說
    光是游過一英吋的水
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    都是一件非常困難的事
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    但是為什麼尺寸大小
    對泳者如此重要呢？
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    是什麼因素使得精子的世界
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    和抹香鯨的世界
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    有著如此巨大的不同呢？
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    為了找尋答案，我們必須潛入
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    流體的物理學之中
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    讓我們用這個方式來思考一下：
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    想像你在一個泳池裡面游泳
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    裡面只有你以及一大群的水分子
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    水分子的數量是你的
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    千萬億萬億倍
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    所以，用你龐大的身體
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    來推動它們使你前進，是很容易的
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    但如果你的體積很小
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    小到跟一個水分子差不多的時候
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    忽然之間
    就像你在擠滿人的泳池中
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    要游泳一樣
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    和輕鬆的揮舞穿梭在
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    微小的分子中有所不同
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    現在，每一個水分子
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    都像是一個人，你必須推擠他們
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    才能到達其它地方
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    1883 年，物理學家奧斯鮑恩·雷諾
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    發現了一個簡單的數
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    能夠預測流體的特性
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    我們稱之為雷諾數
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    雷諾數建立於幾個簡單的性質上
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    像是泳者的尺寸
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    游動速度
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    流體的密度
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    以及流體的
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    黏度或稠度
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    這意味著
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    這些尺寸不同的生物
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    都生活在完全不同的世界裡
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    例如說，抹香鯨因為其巨大的尺寸
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    而生存在一個
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    大雷諾數的世界裡
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    牠只要揮動一次尾巴
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    就可以往前滑行一段十分遙遠的距離
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    另一邊來說
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    精子生活在一個低雷諾數的世界中
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    若是精子停止揮動它的尾巴
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    它連一個原子的距離都無法超越
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    要想像精子的情況
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    你必須將自己置入
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    它所對應的雷諾數當中
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    試想你泡在一整大罐糖蜜中
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    而你手臂能揮動的速度
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    和時鐘上的分針一樣緩慢
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    這樣你就能感同身受
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    精子所對抗的是什麼
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    那麼，微生物究竟是如何移動的呢？
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    事實上，有許多微生物根本不用游泳
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    只需要等食物漂過來就可以了
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    這就像是一隻懶惰的牛
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    等著靠近它嘴邊的那些草生長回來
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    但許多微生物是要游泳的
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    而這就是許多令人驚嘆的
    適應方式會出現的原因
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    其中一種招數就是
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    改變它們「槳」的形狀
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    藉由巧妙的伸縮彎曲
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    以在擺動的過程中
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    製造更多向前推進的力量
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    於是像草履蟲這樣的單細胞生物
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    就有辦法在
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    一大群的水分子中前進
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    但除此之外，細菌與精子
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    還有更精巧的方法
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    它們不以前後擺動「槳」的方式前進
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    而是以螺旋的方式運動
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    像是開酒瓶的螺絲錐那樣
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    將旋轉的運動轉換成向前的運動
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    這些微小生物轉動著螺旋尾巴
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    來使其向前推進
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    而在它們的世界中
    水就像軟木塞一樣的硬
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    其他的方式就更奇怪了
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    有些細菌使用蝙蝠俠的方法
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    用抓鉤來拉動自己
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    而抓鈎更可以用來
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    當成彈弓，將自己彈射向前
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    其它的使用化工的方法
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    幽門螺旋桿菌只在我們
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    胃裡的酸性黏液中生存
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    它們釋放化學物質
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    將環繞的黏液變薄
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    從而使之在黏液中滑行
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    或許你就不會驚訝
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    這些傢伙也和胃潰瘍
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    脫不了關係
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    所以，當你很仔細很仔細
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    近距觀察我們的身體與這個世界
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    你就會看見各式各樣的小生物
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    找尋聰明的方法
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    來對付麻煩的情況
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    如果沒有這些適應方式的話
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    細菌將永遠無法找到它們的宿主
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    且精子也永遠都無法遇到卵子
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    這代表著你將永遠都不會得到胃潰瘍
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    但也代表著，你從最初就不會出生
Title:
比一比：人類精子與抹香鯨有什麼不同—艾提使·巴提亞 (Aatish Bhatia)
Speaker:
Aatish Bhatia
Description:

觀賞完整課程：http://ed.ted.com/lessons/human-sperm-vs-the-sperm-whale-aatish-bhatia

旅行對於小小的精子來說，是一項艱鉅的任務——不如就想想一個人要在塞滿了人的泳池中游泳的情形吧。我們能夠用雷諾數的概念來比較精子與抹香鯨的旅程。雷諾數能夠用來預測流體的特性，而其會隨著泳者的大小而隨之變動。艾提使·巴提亞探尋偉大精子（雖然很小）的旅程。

課程由艾提使·巴提亞 (Aatish Bhatia) 所提供，動畫由布萊德·普奈爾 (Brad Purnell)所製作。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:18

Chinese, Traditional subtitles

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