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科學寶可夢 #59 風速狗:讓主人傾家蕩產的神獸

Rock Sun
・2016/12/02 ・2663字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 469 ・五年級

身為一名訓練師,你真的了解你的寶貝們嗎?寶可夢圖鑑讀熟了沒?

其實圖鑑告訴你的比想像中的還多喔!每個星期周末跟著 R 編一起來上一門訓練師的科學課吧!來跟大家分析這些寶可夢們是如何使用科學力來戰鬥的。

跟飼料錢說掰掰 #59 風速狗

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(圖/Giphy)

大家最愛汪星人了,寶可夢自然沒有忘記這一點。

大家對卡蒂狗的印象大概就是老虎般的花紋、蓬鬆的尾巴。而在寶可夢圖鑑中,也花了大半篇幅形容風速狗帥氣的英姿、華麗的鬃毛或是神獸般的存在(註1),但其中某一段敘述和其他人大相逕庭,充份表現出風速狗的那名副其實的速度。

「據說牠一個晝夜就可以跑完6200英里(10000公里)的超快速神奇寶貝,並由體內的火焰轉化成力量。」(紅寶石、綠寶石、藍寶石、黑2、白2、Omega)

我們都已經進行到第一世代神奇寶貝的一半,速度超快這種事情已經見怪不怪了,但風速狗是第一隻明確寫出距離、時間並用「跑」跑出高速的神奇寶貝,所以我們理所當然要來稍微檢驗一下啦。(註2)

(圖/Bulbapedia)
(圖/Bulbapedia)

風速狗一天能跑10000公里,所以相當簡單的計算,他的平均時速大概是416公里,比獵豹的時速110公里快;印度槍魚的游泳時速128公里;遊隼的時速389公里都還快。拿動物比太便宜了,這種速度,只有全世界最快的合法上路跑車能夠跟他相比了,據說這台叫做 Venom GT的跑車最高時速可達時速434公里,但它能不能維持這種速度開一整天我就不知道了(註3)。

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兄弟們~聽說今天跟我們比賽的是這台車。(圖/Youtube “Attack of dogs”

要跑這麼快,你一定要有像樣的能量來源,正常生物是藉由攝食、呼吸來獲得能量,但風速狗相當的不一樣,圖鑑中明確表示,他是以體內的火焰作為能量來源,也就是風速狗本身是一個熱燃機,就跟汽車一樣。

所以我第一個就想問的是,如果風速狗是台車,他會擁有多少匹馬力呢?

馬力是個功率單位,由蒸汽機的改良者詹姆斯瓦特命名,他將1馬力定義為:「一匹馬在1分鐘的時間,拖動半徑為12英呎水車2.4圈的距離」。並假設每批馬能拉動180磅(81公斤左右)的情況下,現代馬力比較多用於造船、引擎等燃機功率的表示,其他生活中它多半都被「瓦特」(焦耳/1秒)取代了,而他們之間的關係,1馬力差不多是746瓦特。

馬表示無奈(圖/Wikipedia)
馬表示無奈(圖/Wikipedia)

在各種不同的情況下,馬力會有不同的表示方法,如機械馬力、鍋爐馬力、液壓馬力等…是在不同物理條件下的產物。而現在我們主要以汽車引擎的方式計算風速狗的馬力。

經由Calculator.net的馬力計算機,我們得出體重155公斤的風速狗,在維持高速的情況下,跑完0.25英里只要3秒多,馬力數為1602

目前世界上馬力數最高的跑車不過才1200出頭(註4),而風速狗靠著雙腳就能跑出這種速度實在是相當逆天。但風速狗終究是生物,他這樣跑,不會肚子餓嗎? 或是說體內火焰不會燒完嗎?

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別忘了存一下用絕招喔(圖/Giphy)

1602馬力將近1200000瓦特,也就是每1秒鐘,風速狗的體內會消耗120萬焦耳的能量,如果用碳水化合物來提供能量,並且轉換率為理所當然不可能的100%的話,他一秒鐘要消化並利用71.43公克的碳水化合物。

好吧~似乎是沒什麼感覺,來個現實點的數字好了~

R編家剛好有養狗,所以立刻前去查看家中汪星人的飼料袋旁營養標示,我家狗飼料上面標示每一克熱量為3.7千卡,也就是每克15540焦耳,並且每袋重差不多7公斤,所以如果你家的風速狗跑了起來並達到急速,他一秒鐘就會需要消耗了77克的飼料,聽起來沒有很多,但你會發現在1.5分鐘過後,牠可能會需要吃掉一整袋的飼料,如果牠今天真的像圖鑑所說的跑了一整天,牠會需要吃掉超過超過900包飼料,而你會破費,花掉超過200萬台幣買飼料(註5)。

整櫃的狗飼料都不夠啊!圖/wikimedia
整櫃的狗飼料都不夠啊!圖/wikimedia

但是幸好,這是非常簡單的假設,我們並不知道風速狗怎麼代謝、怎麼吃飼料或是吃什麼過活的,但是如果哪一天你看到地平線上出現一隻老虎般壯麗的狗狗寶可夢朝你跑過來,我建議你還是迴避一下,一方面躲避風速狗的衝撞,一方面準備告訴後面開著跑車的飼主他家的狗去哪了~

那隻狗的飼主說不定是......(圖/Pokemon Wiki)
那隻狗的飼主說不定是……(圖/Pokemon Wiki)

編註:

  1. 真沒想到,不過在圖鑑中一半的地方就能看到第一隻白紙黑字寫出來的「神獸」。「人們頌揚他的英姿,跑起來跟飛一樣。」(紅、藍、葉綠)、「東方傳說中神奇寶貝,無數人被其輕巧跑動的身姿所擄獲。」(黃、火紅)、「華麗的鬃毛令無數人為之著迷,中國傳說裡的威風凜凜的神奇寶貝。」(金、心今)、「威風凜凜的叫聲充滿威嚴,聽到的人都會不由自主地伏下身去。」(銀、魂銀、Y)、「在草原上馳騁的樣子攝人心魂,古代的畫卷上都有所記載。」(水晶、鑽石、珍珠、白金),看來下一次大家在手機看到它的時候也請給他一點特別待遇吧。
  2. 之前有過比雕的2馬赫穿山王莫名其妙的2.3馬赫,所以風速狗充其量只不過是第三名而已,但是第一比雕是用飛的,而穿山王的圖鑑記載並不詳細,我是用「可能發生那種效果」下去推測它的速度,但也有可能全盤都錯(例如被任天堂反駁之類的),所以風速狗是第一隻時間、距離提供清楚的寶可夢。
  3. R編並不是汽車專家,再加上科技日新月異,能夠開上路的車子最高速或最高馬力可能有其他更多答案,但至少人類已經能夠比風速狗快了,可喜可賀。
  4. 當你打開超跑的資料時可能會發現在馬力數那裏是表示為bhp(制動馬力)。這是一種量測引擎馬力大小的方法所得出的數值,是利用剎住或制動曲軸轉動方式的普羅尼制動裝置,由此裝置測出引擎的馬力稱為制動馬力。通常馬力數會比制動馬力小15%。
  5. 如果你全心全力支持你家的風速狗跑完全程的話,你必須扛著這900包的飼料趴趴走,這差不多6.3頓的重量別說汽車了,你可能得請一台大貨卡幫你運,但很可惜貨卡一定追不上風速狗,所以最耗的方法是前一天在沿路放好,然後注意不要被吃掉。

參考資料:

  1. Pokemon Database
  2. 空想科學讀本2  P40~42
  3. 維基百科(馬力卡路里熱燃機
  4. Calculator,net
  5. Odometer “THE 10 FASTEST STREET LEGAL CARS”
  6. Quora

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文章難易度
Rock Sun
62 篇文章 ・ 428 位粉絲
前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者


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我們的失眠和喜鵲的失眠有什麼地方不一樣?

胡中行_96
・2022/05/12 ・2031字 ・閱讀時間約 4 分鐘

輾轉反側,徹夜難眠的時候,您幾點起床?就算醒了,工作效率是否異常低落?
在此,請您非但別只想到自己,還要拿出一點同理心:因為被剝奪睡眠的澳洲喜鵲,也深受困擾。

徹夜難眠很可能會影響工作效率。圖/Pixabay

捉野生喜鵲來做失眠相關的實驗

2022 年 4 月的《科學報告》期刊,有一篇標題冗長的論文,叫做〈失眠削弱澳洲喜鵲的認知表現並改變其歌曲產出〉[1]。其第一作者澳洲 La Trobe 大學博士候選人 Robin Johnsson,認為歌唱的時辰與類型,對於喜鵲的社交生活相當重要,並以此做為研究主題[2]。且不論在 COVID-19 疫情之前,有些人就已經沒什麼社交生活,更不要談呼朋引伴一起歡唱 KTV,人家喜鵲可是隨時都過得多采多姿。

喜鵲齊聲合唱。影/Youtube

於是,牠們就被科學家抓去做實驗了。

首先,研究團隊架設陷阱,用起士誘捕野生喜鵲。為牠們戴上標有序號的腳環之後,再關進裝有監視器的房間裡。接著,為了測量腦電波圖(electroencephalogram, EEG)與肌肉電位圖(electromyogram, EMG),科學家把無辜的喜鵲抓來開刀。於其腦部表面和頸部肌肉,植入電極貼片(electrodes),方便之後記錄睡眠狀態[1]

然後,喜鵲們就去接受特訓。

反覆訓練後篩選符合資格的喜鵲來做失眠實驗

研究團隊準備了一種木製食器,左右各挖一個淺槽。其中一個槽裡,盛裝少量起士和麵包蟲。第一次食物直接攤在眼前,不加以掩飾;第二次猶抱琵琶半遮面;第三次開始蓋子完全擋住凹槽,令喜鵲啥也看不見。在訓練的初期,全部的食器都採用灰色蓋子。直到最後的「聯想學習」(associative learning),蓋子被換成黑色或白色。喜鵲掀開特定顏色的蓋子,發現下面藏有食物。這樣重複 15 次,讓牠們不把「食」、「色」的關係兜在一起也難[1]

認知測試的教具,澳洲喜鵲執行聯想或逆向學習任務。圖/參考資料 1

結訓後,研究團隊把食器裡的獎勵換成「不會動的麵包蟲冷盤」(chilled, unmoving mealworms),為喜鵲舉辦驗收成果的模擬考。除了執行「聯想學習」的覓食活動,科學家也期望牠們展現「反轉學習」(reversal learning)的能力。將蓋子的顏色調換,要喜鵲嘗試選出有食物的凹槽。這個階段有一些評分要點[1],例如:

  1. 喜鵲做出第一次選擇時,是否有延遲的行為。緩慢的反應,代表注意力不集中,或動機下降。
  2. 喜鵲得經過幾回,才能達到連續 12 次嘗試中,有 10 次正確的及格分數。
  3. 喜鵲選擇正確瓶蓋的比率。

凡是順利通過模擬考的喜鵲們,便能晉升至下一關。

在實驗的主要階段,喜鵲們被劃為三組,分別體驗下列三種睡眠模式之一:無干擾睡眠、6 小時睡眠剝奪,以及 12 小時睡眠剝奪。研究人員防止喜鵲睡著的花招,包括:迫近或拍打鳥舍、發出噪音,或是輕撫充滿睡意的喜鵲[1]。如同可憐的臺灣中學生,明明前晚都沒睡飽,隔天還得參加考試。研究人員存心要看失眠的喜鵲,怎麼失常。

人類跟喜鵲一樣會被睡眠影響行為

正式測驗的結果不出所料,沒睡飽的喜鵲容易犯錯,而且要花較長的時間,才能選出正確答案。有些喜鵲甚至失去參與測驗的動機,傾向找機會補眠。其實以前的研究便顯示,失眠也會降低人類的認知表現。諸如參與動機、清醒程度(alertness)、注意力、警戒等級(vigilance)等,都會受到負面影響[1]

除了喜鵲考試的成績,科學家也記錄了牠們社交行為的變化。失眠的喜鵲寧可睡覺,也不要唱歌。最後就算唱了,單曲的長度卻意外地延展。原本的晨曲改在中午演出,頻寬變得狹窄,內容相較貧乏,顫音也明顯減少。這與人類的口語溝通,大同小異。當一個人睡眠不足,說話的速度會緩慢下來,咬字不如平常清晰,語句重覆的機率提高,甚至可能妨礙聽眾理解講者所要傳達的訊息[1]

澳洲喜鵲有複雜的家族。牠們用歌聲來劃定疆域,分辨敵友,並建立「鳥」際關係。失眠不僅會害喜鵲把歌唱得七零八落,也會進一步危及其社交生活。既然以往的人類睡眠實驗結果,與喜鵲有那麼多的相似處,下次在抱怨疫情害自己沒朋友之前,我們是不是應該先睡飽,再來思考怎麼社交呢?

睡飽再來社交比較不會被睏意影響思考。圖/Pexels

備註:此實驗結束後,參與受試的澳洲喜鵲,均在 2019 年 7 月被野放。

參考資料:

  1. Sleep loss impairs cognitive performance and alters song output in Australian magpies (Scientific Reports, 2022)
  2. Researchers find what magpies lose from hitting snooze (Brisbane Times, 2022)


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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。