在世界各地的神话和传说中,都出现过幻想中的神奇生物。值得注意的是,其中很多都会飞行。但是,如果不考虑超能力,其中很多生物似乎都很难在现实世界中起飞。如何重新设计这些生物,让飞马、天使甚至东方的龙飞起来,就成了一个很有趣的生物力学问题。在这篇原刊于《环球科学》5月新刊的文章中,我们将看到:当一位古生物学家与一位插画家相遇,他们将如何为我们打开飞行的脑洞。
在世界各地的神话和传说中,都出现过幻想中的神奇生物。它们形态各异,有的擅长奔跑,有的擅长滑翔,有的擅长游泳,有的擅长挖洞。值得注意的是,其中很多都会飞。作为研究鸟类和翼龙的古生物学家(哈比卜)和为书籍和电影设计幻想生物的插画师(惠特拉奇),我们对飞行动物的生物力学十分感兴趣,也希望让这些动物可以尽量显得真实可信。
在这篇文章中,我们讲解了3种想象中的生物,并进一步解释了如何基于现实中的科学让它们飞起来。
飞马在神话和传说里随处可见,其中最有名的大概是希腊神话里的珀加索斯(Pegasus),它在英雄珀尔修斯割下蛇发女妖美杜莎的头颅时,从血泊中一跃而出。此外,还有一种不那么出名的生物,叫做骏鹰(hippogriff):它一半是马,一半是猛禽,不仅能像马一样在地上奔驰,还能像鹰一样在空中飞行。
这一次,我们将经典的骏鹰重新想象成马和翼龙的混合体。这种混搭可以让骏鹰在体型与马相当的情况下,也拥有可以在现实中飞翔的能力。
对巨型翼龙(比如风神翼龙、北风冰龙和哈特兹哥翼龙)而言,有几个因素似乎特别关键,可以让它们在拥有庞大体形的同时保持飞行的能力:它的骨头轻巧而有力;它的翅膀是一层由肌肉和皮肤构成的膜,而不是厚重的羽毛;它的翅膀在收起时很可能可以配合后肢推动自己从地上起飞,这比单独用后肢进行跳跃要有力得多。我们在设计骏鹰(实际上是龙马)时也希望它可以像翼龙一样,用翅膀辅助起跳,从而更容易飞起来。
无论在犹太教还是基督教的故事、艺术中,“天使”都处于非常核心的地位,但在现存的文本中却很少出现对它们外表细节的描绘。在现代人的诠释中,这些形象被描绘成长着翅膀的人,但故事中对天使为数不多的描绘却暗示了更复杂的可能性。在这些描述中,它们往往很可怕,据说任何遇到它们的人类都被恐惧感所压倒。在两卷十分重要的书籍中也包含了对天使外表最详尽的描绘:两书都描绘了4位相同的天使,有时它们又被称为“四活物”。
两本书中的描述在某些细节上是一致的,但却有着显著的区别。在其中一本里,这些强大的天使被描绘为像狮子、牛、人和鹰。而在另一本中,却是只有它们的脸与这些生物相似。有一本书中的天使有三对翅膀,而另一本中的天使有两对覆满眼睛的翅膀,书中还用“盘旋”这样的词描述了它们的飞行过程:当天使在上帝宝座附近盘旋时,周围是一片电闪雷鸣的景象。
亚洲的龙,尤其是中国、越南和日本神话中的龙,很难以一种解剖学上可信的方式呈现出来,因为这些形象通常是在没有翅膀的情况下飞行的。它们通常拥有蛇形的身体,但在传说中却与蛇没什么关系。相反,这些龙通常被描述为与哺乳动物和鱼(尤其是鲤鱼)拥有共同的特征,并且与河流、雨水、闪电和风暴有关。为了从现实世界中找到更好的原型,我们转向了没有翅膀的生物。
金花蛇属中的“滑翔蛇”就做得很漂亮,它能在没有四肢的情况下一次飞行十多米。滑翔蛇会通过在空中完成一系列S形曲线的动作来扭动身体,同时完成滑行。这完美契合了中国和日本传统艺术中对蜿蜒盘旋的飞龙的想象。金花蛇来自东南亚,这使得它在地域上也适合作为飞龙的原型。就像金花蛇一样,我们设计的这条龙要想在解剖学上合理,还需要通过扁平的身体和在空中形成S型的曲线来增加飞行的面积。
为了有助于解释巨龙的体型,我们还在它的身体和四肢上增加了一些额外的“带状物”,以此增加飞行时的表面积。