大象的时间老鼠的时间

《大象的时间，老鼠的时间》是知名生物学家本川达雄所著的经典科普读物。

为什么大象总是慢悠悠的，老鼠却匆匆忙忙？为什么掉进深坑里，马会骨折，老鼠却没事？为什么蝴蝶小时候是青虫，长大后却要长翅膀？为什么动物不使用轮子和螺旋桨？

老鼠的寿命只有短短几年，大象能活将近100岁，但它们一生的心跳数却是相同的；老鼠虽小，但4天就能吃下和自己体重相等的食物；牛个头大，但要吃完相当于自身体重的食物，得花一个多月。

我们总以为，世上所有的事物都在按人类的时间运转，然而有关“体型”的生物学推翻了我们这种常识。本书通过丰富的事例和大量插图、表格、实物照片，从意想不到的角度，用科学的方法，带你走进一个与众不同的生物世界。

本川达雄，知名生物学家。1948年出生于仙台，毕业于东京大学生物学系，后任东京工业大学教授。著有《世界和平与海参同在》《生物学文明论》《珊瑚与珊瑚礁》等，并翻译多部生物学相关作品。曾获日本文部科学大臣科学技术奖、讲谈社科学出版奖等。

章动物的体型和时间

第二章动物的体型和进化

第三章动物的体型和能量消耗

第四章动物的体型和栖息密度

第五章动物的体型和行动方式

第六章为什么动物不用轮子

第七章使用纤毛和鞭毛游动的小生物

第八章呼吸系统和循环系统的必要性

第九章动物身体器官的大小

第十章动物的时间和空间

第十一章细胞的大小和结构

第十二章昆虫的秘密

第十三章利用光的珊瑚

第十四章奇妙的棘皮动物

后记

附录

《大象的时间，老鼠的时间》是知名生物学家本川达雄所著的经典科普读物。

为什么大象总是慢悠悠的，老鼠却匆匆忙忙？为什么掉进深坑里，马会骨折，老鼠却没事？为什么蝴蝶小时候是青虫，长大后却要长翅膀？为什么动物不使用轮子和螺旋桨？

老鼠的寿命只有短短几年，大象能活将近100岁，但它们一生的心跳数却是相同的；老鼠虽小，但4天就能吃下和自己体重相等的食物；牛个头大，但要吃完相当于自身体重的食物，得花一个多月。

我们总以为，世上所有的事物都在按人类的时间运转，然而有关“体型”的生物学推翻了我们这种常识。本书通过丰富的事例和大量插图、表格、实物照片，从意想不到的角度，用科学的方法，带你走进一个与众不同的生物世界。

本川达雄，知名生物学家。1948年出生于仙台，毕业于东京大学生物学系，后任东京工业大学教授。著有《世界和平与海参同在》《生物学文明论》《珊瑚与珊瑚礁》等，并翻译多部生物学相关作品。曾获日本文部科学大臣科学技术奖、讲谈社科学出版奖等。

体型不同，动物的时间也不同

体型小的人动作敏捷利落，体型大的人动作从容不迫。动物也是一样，老鼠总是匆匆忙忙的，大象则总是慢悠悠的。

我们一般用钟表来计量时间。这个由齿轮和发条组合而成的机器硬性地分割出时间，让我们以为时间对于万物是平等的，是它无情地驱使着万物。

然而实际情况似乎并不是这样。生物学告诉我们，大象有大象的时间、狗有狗的时间、猫有猫的时间、老鼠有老鼠的时间，不同体重的生物有不同的时间。生物的这种时间区别于物理时间，称为生理时间。

体型大小和时间之间是不是存在某种关系呢？一直以来，很多人都在研究这个问题。比如测量老鼠、猫、狗、马及大象心脏跳动的时间间隔，试着寻找不同动物的体重和时间的关系。

使用体重表示大小，是因为体重可以马上用秤测量出来，而如果用体长来表示的话，就会出现诸如尾巴是否计量在内，计量的话是计算伸直的长度还是计算蜷起来的长度等各种各样很难统一的问题。

测量哺乳动物时间和体重的关系，会得出这样的结论。

时间∝体重1/4（符号“∝”表示成正比例关系）

也就是说，哺乳动物的时间与其体重的1/4次方成正比。

体重增加，时间就会变长。1/4次方表示平方根的平方根，所以当体重变为原来的16倍时，时间会变为原来的2倍，体重与时间的比例不是简单的正比关系，相对于体重的增加，时间变长要慢得多。

虽然如此，随着体重的增加，时间还是会变长。也就是说体重越大的动物，做事情就越花时间。因此不同的动物所花的时间也不同。当体重增加10倍，时间就增加1.8(101/4)倍。也就是说，如果两种动物花费的时间相差近2倍，那它们的体重差距就相当大了。

这个1/4次方法则广泛适用于与时间有关的各种现象。在动物的一生里，寿命的长度、从出生到成年所需的时间、性成熟所需的时间、胎儿在母体内停留的时间等，全部遵循1/4次方法则。

动物身体的活动时间也适用1/4次方法则。比如呼吸的时间间隔，心脏跳动的时间间隔，肠子蠕动的时间间隔，血液在体内循环一周的时间，食物进入体内消化后排泄出去所需的时间，蛋白质合成分解所花费的时间等，都遵循这个法则。

生物时间也许可以这样理解：心脏跳动的间隔是不断重复的，呼吸间隔和肠子蠕动的间隔也一样。而排出血液内废物的时间则大概与血液循环的时间相关联。

寿命也一样，虽然对于个体来说，生命只有一次，但作为一个物种，不同个体的生死更替，也只是单位时间的不断重复。生物时间的周期根据生物体重的不同而不同。体重越大的动物，循环一次花费的时间越长；体重小的动物循环的频率相对更快。

不同的动物心跳数相同吗？

有人这样计算过，如果与时间有关的现象全部与体重的1/4次方成正比，那么把任意两个与时间有关的现象相除的话，得到的结果就与体重无关。比如，如果用心跳间隔除以呼吸间隔，就会发现在一次呼吸间隔里，心脏会跳动4次。不管哺乳动物体重差别有多大，这个数字都是一样的。

如果试着用寿命除以心跳间隔，就可以得出，不管哪种哺乳动物，一生的心跳大约都是20亿次。

如果用寿命除以呼吸间隔，就可以得出哺乳动物一生之中大约呼吸5亿次。在这一点上，不管体重大小，基本都是相同的。

从物理时间上看，大象的寿命比老鼠长得多。老鼠只能活几年，大象却能活接近100岁。但从一生的心跳数来看，大象和老鼠的寿命几乎相同。体重小的动物体内发生任何现象的速度都比较快，所以物理寿命短。但对于大象和老鼠来说，活完一生的感觉应该没有什么不同吧。

时间原本只是个概念。我们相信“所有事物都在按人类的时间运转”，就这样活到今天，但有关“体型”的生物学推翻了我们这种常识。