为什么没有车轮动物

叮叮小文库为什么没有车轮动物本川达雄 著 杜克大学位于一个叫做达勒姆的小城里。那是北卡罗来纳州的有着广阔烟地的一个平静的边远的地方。建筑物只是在森林中星星点点的分布着，相互之间距离很远，甚至连步行都无法到达。购物送孩子去学校这一类事情如果没有车是无论如何也不能生活下去的世界。日本对汽车的依赖度虽然没到美国的那个程度，但是从使用汽车程度这一点来说已经很接近了。每天早上开着车去车站，然后再乘坐电车匆匆忙忙地赶到工作地。如果没有汽车，现代人的生活是无法进行下去的吧。但是，看一下四周会发现根本就没有开着车来行驶的动物。在陆地上的动物无论是两只腿、四条腿还是六条腿的，都是用突出的腿前后摆动来前进的。即使抬头看一下天空，虽然有螺旋桨式飞机但是却没有带有螺旋桨式的鸟和昆虫。即使是在海中也还是没有像外轮船一样配有转动驱动装置的鱼。生物界没有车轮。对身边的日常生活用具仔细的调查，那些原理净是生物在很早以前就发明的东西，只有车轮是例外的，是人类自己的伟大发明。这是学生时代学习到的，居然到现在都还记得（从那之后已经过了20年了）。但是，那之后慢慢了解到了自然界中也有车轮动物。在显微镜下很难用肉眼看到的细菌是靠转动长着毛的车轮来游泳的。尽管如此，为什么我们能用肉眼看到的动物却不使用车轮呢？对于不使用方便的东西应该也有相应的理由吧。我的朋友迈克拉巴贝拉从体型大小这一点对这个问题进行了讨论。现在来介绍一下吧。首先来考虑在陆地上行走的动物吧。虽然毫无疑义汽车是方便的，但是因为要使用汽油，就暂且不论。最能体会到车轮的好处的还是自行车吧。同样都是用自己的脚，却能这么快这么轻松的行驶。上学前，就对一小时十日元的租赁自行车感兴趣。事实上，自行车是人类使用的陆地上移动工具中最为节省能源的。汽车也不能达到这一点。一般情况来看，要说到为什么车轮会如此的受到欢迎，那是因为能源效率利用率很高。前后摆动脚这样的行走方法中，停下向前摆动的脚，相反地向后摆动时，摆动的方向就不得不改变了。那个时候就需要能量了。另外因为上下摆动脚，这相对于重力又做了多余的工作了。但是在回转运动中，转动的方向是一定的，没有上下摆动。没有前后、上下摆动而产生的多余的能量这是很好的。因此，即使是看起来很辛苦的轮椅，在能量消耗这一方面来说，比步行要轻松多了。但是，这说的是在平坦舒适的道路上行走的情况。如果是在有一点凹凸不平的道路上就会马上变得难行起来。毋庸置疑轮椅是笨拙的。很抱歉和轮椅相提并论，但是让儿子坐在婴儿车里来推的时候，我就明白了这种艰难。如果是在已经铺修好了的道路上推着走的话，那还算是很轻松的，但是碰到台阶就不得不往上抬，碰到碎石子路和泥泞的路的话就会束手无策了。车轮能在平坦坚固的道路上发挥作用，但是在凹凸不平松软的地面上就几乎不能起什么作用了。那么大概是有多少程度的凹凸车轮才不能使用呢？有关这个的轮椅资料有很多。如果达到车轮直径的四分之一高度的台阶的话，通过让身体前后倾斜来改变改变重心的位置来越过台阶。要越过比这更高的台阶的话是很困难的。要越过车轮直径的二分之一高的台阶在原理上是行不通的。因为轮椅的车轮直径是6166厘米，所以可以说16厘米的凹凸度是可以使用轮椅的限度。地面的松软度方面是怎样的呢？在松软的地毯上面，轮椅几乎无法前行。我们向前走的时候，不是脚擦着地面拖拖拉拉的走，而是运动中的脚悬在空中，着地的脚紧紧踩住地面。所以，即使脚和地面的摩擦力变大，步行的效率也不会下降。但是车轮却是一边保持和地面连续的摩擦一边在地面上向前滑动。所以如果地面是松软泥泞的话，转动的阻力会变得很大而难以转动。例如，泥土路与水泥路相比，转动的阻力是其58倍，沙子上的话则是1015倍之多。那么，把目光转向自然界看看。没有遍地的石子、没有茂盛的松软的草儿、即使下雨了也不会变的泥泞这样的地形哪里才会有呢？从我们眼睛看来，可能自然大体上是平坦的，但是这儿不能忘记的是人这种生物是很巨大的。从一百六十厘米高度来看世界的动物不是很多。正是因为我们的高度使用直径在六十厘米以上的车轮，即使是实力厘米的凹凸也不成问题。如果老鼠要使用车轮的话，车轮的直径应该在六厘米左右，这样的话碰到1.5厘米的小石子和枯枝都难以前进。蚂蚁要使用4毫米的车轮话，1毫米的沙砾或落叶都能让其无法前进。根据调查的地面的凹凸度的结果，大概大凹凸的数量少，小凹凸的数量少。所以，即使是从我们的眼里看到的道路是平坦的，也会有好多小的凹凸。动物的体型越小的话，世界就会变得越来越起伏。也就是说，车轮是越来越难以使用了。即使是对于体型大的动物来说，车轮也不是那么容易使用的。用车子来攀岩是不可能的。因为如果和地面没有摩擦车轮是无法转动的，无法攀登垂直的岩壁。如果是手和脚的话，可以紧紧抓住来攀登。车轮也不能跳跃。以轮椅为例，即使是宽度为20厘米的沟也无法越过。高山绵羊即使是14米宽的山谷也能跳着越过去。车轮最大的缺点是不能转小弯。首先，改变方向就是很困难的。拿轮椅来说，转一百八十度的话，需要宽为一百五十厘米的正方形大小的空间。此外，两台的轮椅错车时，无论如何都需要两辆车的宽度。试着考虑一下两个人交错而过的时候，侧着身子过去也可以，实在不行的话轻轻的跳过去都行，这和车子有很大不同。只是速度快的话，不能转小弯的话，在树丛和岩石多的地方车轮就会进退不得。两头车轮动物在狭窄的山道突然相遇时，无法交错着过去，也不能向后转，这两只动物说不定就会陷入进退两难的地步。从这点看来，我想能够理解到车轮这种东西是我们人类这么大的生物通过开山、填谷修成坚固平坦笔直的道路之后才开始成为有用的东西。在帝国内到处建造好道路，能让车行驶的是罗马人。但是帝国灭亡后，不再维持道路维修之后，骆驼和驴背着货物在道路上行走。车子已经不能在上面行驶了。宽阔、笔直又坚固的道路，没有台阶，没有死胡同，房屋排列在宽阔的路面两旁。这些是适合车子行驶而设计的，在战前几乎不能看到。我虽然在冲绳住过很长一段时间，但每次拜访这座小孤岛时，都会发现小岛的变化，很大的变化。铺满了的白色珊瑚砂子，成排的福木投下清凉的倒影的美丽的大道在我下一次访问的时候变成了空旷的水泥路了。白天跟在烧好的铁板上一样，几乎不能行走。一问为什么要做这样的事，听说是如果要在狭窄的小岛上做公共事业的话，能做的事就只有修好路和用水泥牢固保护好海岸沙滩了。技术这种东西必须从以下三点来评价。（1）让使用者的生活富裕、（2）和使用者相适应、（3）和使用者居住的环境相适应。产业革命以来，技术使我们的生活变得富裕起来了。发动机增强了我们的肌肉，结果就是让我们能轻松地使出很大的力气。望远镜呀显微镜增强我们的视力，让我们能看到很远的东西和很微小的东西。计算机增强我们的脑力，托它的福，我们既能计算进行复杂的计算，又能处理大量的记忆。这些技术大大丰富了我们的生活这是无法否认的事实。但是，已经到了应该重新考虑只重视使使用者生活富裕这一观点并将这一观点作为评价技术的传统做法的这件事的时候了，这也是事实。汽车这种东西，从迄今为止的标准来看，是完成度非常高的技术，不过，从与人类和环境的和谐性来深入考虑，可以说是尚未成熟的技术。从与人类和谐性这一点来看，道具如果是手足眼头的延长的话，那是最好的了。制动原理如果和道具、人类相同的话，和谐性会越高。但是遗憾的是，计算机发动机都是以跟人脑、肌肉完全不一样的原理来工作的。所以操作很难。大家必须要去驾校考取驾照这件事情本身就是汽车这种东西是尚未成熟的技术的证据。环境和汽车的和谐性的问题迄今为止都多为视作与大气污染有关的问题。但是正如在这里所讨论的，汽车这种东西本来就是