在《权力的游戏》中,维斯特洛大陆上出现了龙这种传说中的生物。它们真的能飞吗?航天工程师告诉你:是的,但这同时意味着,那里的大气与地球并不相同,还很有可能有致幻效果,或许能解释角色们不可理喻的行为。
和许多人一样,我最近迷上了《权力的游戏》。它是部非常有趣的作品,但不要对里面的任何角色太过着迷,因为在他们的世界里,生命的长短似乎是一件说不准的事情。其中一位充满抱负的统治者——丹妮莉丝·塔格利安,偶尔会骑着她的龙去周边的地区。作为一位航空工程出身的人,在对这种传说中的生物进行了一些思考后,我意识到:如果这些龙能飞,那么这个世界肯定和地球的运作方式有些不同。
首先,要估算龙的体型,一种可能的方式是将它和丹妮莉丝进行对比。假设丹妮莉丝高约1.6米,重约60千克。以她的身高作为单位,龙的体长大概是4米,身高大约是5米,体宽约为2米;尾巴的长度和体长类似,厚度约为1米。假设龙的身体密度和人的密度几乎一样,那么对于一只完全长大的龙,它的质量是丹妮莉丝的44倍左右——约为2600千克。
要理解龙的空气动力原理,我们还需要另外两个信息。
一个是龙翼的面积:每张龙翼似乎能展开至它体长的两倍,所以我们可以将龙翼近似成两个4米乘8米的矩形,那么龙翼的面积之和就是64平方米。另一个额外的信息是龙的失速速度,即龙在空中保持稳定飞行的最小速度。我们可以合理地假设,就像飞机和鸟儿一样,龙在起飞和降落时的速度几乎就等于它的失速速度。
根据视频,龙的长和尾巴加在一起大约13米,在3秒内可以完全飞过一个身长的距离,所以我们可以判断出其失速速度约为每秒4.3米。
如果我们带入近似的地球海平面高度大气密度标准值ρ=1.2 kg/m3,就可以计算出升力系数约为36,但这是一个完全不现实的数值。作为对比,以配备罗加洛回收翼伞的超轻型飞机为例,这是一种小型单座/双座飞机,由滑翔式纺织机翼和悬挂在其下方的轻型框架和一个小型引擎组成。
它的升力系数在2.2至2.7之间。毫无疑问,龙的翅膀肯定在演化中变得十分高效,但我必须在这里做出一些假设,所以我们将最大升力系数设成3.5。
如果忽略魔法存在的可能,那么这告诉我们:维斯特洛的大气必然比我们的大气密度更高。利用之前假设的数值,我们可以计算出他们大气的密度:大约是地球海平面高度大气密度标准值的10倍——听起来是个对我们不太友好的数值,但实际上也没有那么糟糕。这是潜水员在100米水深的地方会感受到的压强,所以人类也是可以生存的。
而且,有经验性的证据支持这一数值。看几集《权力的游戏》后,你就能注意到:几乎每个人都能把矛或剑扔到好远的地方,让奥运会标枪运动员都深深羡慕。鉴于他们的重力与地球的类似,这意味着与在地球上相比,投掷出去的武器产生了更大的升力——与更高的大气密度相吻合。
于是我又开始好奇,那么他们的大气混合了什么气体呢?地球的大气约含21%的氧气,78%的氮气和1%的其他气体。
我们知道21%的氧气还不错,毕竟你我现在都正呼吸着它,但30%的氧气含量会使几乎所有东西都变得高度易燃(超过此含量将接近爆炸)。维斯特洛大陆似乎正是如此,因为任何接近一点点龙息的人似乎都会着火。同样值得注意的是,除了在石堡里,大多数当地人对于在几乎任何地方生点火都非常敏感。因此,维斯特洛大陆或许确实有含近30%氧气的高密度的空气。
除了氧气之外呢?我只能根据已有的知识猜一猜:它或许不是我们在地球上熟悉的氮气,而是氩气——一种惰性气体,在地球上的含量仅次于氮气。氩气比氮气的密度高42%,所以它可以在气压低于10个大气压的条件下构成密度更高的空气。
在较高的压力下吸入这种氩气-氧气的混合体,实际上会有轻微的致幻效果。这或许能够解释,为什么维斯特洛大陆很多人表现出激进或不可理喻的行为。所以,一点点基础物理和空气动力学,加上一些对人类生理机能的了解,就能知道关于维斯特洛大陆的很多事:龙是怎么飞的、人们为什么怕火,还有人们不合常理的行为——不一定是由于他们的饮食,而是由于他们吸入的空气。