龟兔赛跑 | 龟速没你想的那么慢, 赢了虽在意料之外, 但也在情理之中

乌龟与兔子原本顺应习性, 各自自在生活。但因伊索的一个故事, 卷入了人类的是是非非之中, 也有了「乌龟是移动最慢的爬行动物」的误解。

本文介绍乌龟的移动速度和耐性, 并尝试讲述乌龟赛赢兔子的生物学原因。

30s 总结

• 乌龟移动缓慢, 但没你想的那么慢；
• 乌龟之所以慢, 是因为不靠速度捕食与逃生；
• 乌龟可以快速移动, 但不能长期维持；
• 乌龟的移动速度不如兔子, 但耐性强于兔子；
• 若龟兔赛跑的赛程足够长, 兔子中途休息是必然的, 或乌龟真能靠耐力赢了兔子；

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出处

龟兔赛跑是《伊索寓言》中一则著名的寓言故事，佩里索引编号226¹。故事描述龟兔之间的一场不公平的比赛。

数学描述

龟兔赛跑的故事大家已经烂熟于胸, 就不再赘述。其过程用数学语言表达大致如下 : ²

图片来自果壳网

文学注重情节, 而数学突出本质²。数学的文采, 表现于简洁，寥寥数语，便能道出不同现象的法则³。

寓意

虚心使人进步，骄傲使人落后。 要踏踏实实地做事情，不要半途而废，才会取得成功⁴。

龟速

那么, 乌龟的速度如你想象的那么慢吗？

不同的乌龟移动速度不同

一般来说, 海龟速度比乌龟移动的快, 在陆地上也一样。乌龟移动的吉尼斯纪录是 9.8 m/s (水中)⁵, 而有记载的陆地移动速度可达 0.47 m/s⁶。更多数据见下表⁷ :

图片截图自 The Physics Factbook

乌龟也可以快起来

每一只乌龟都被厚重的龟壳保护着, 但这并不足以保证绝对的安全, 许多捕食者可以制服它们。因而, 他们必须迅速逃离伤害。

如果他们感受到威胁, 速度足以让你惊讶。来感受一下乌龟受惊后的速度, 见以下动图⁸。

图片来自微信公众号龟友天下

乌龟不能长期保持快速移动。爬行动物是单心房, 长期快速运动会导致缺氧。

龟兔速度比较

毋庸置疑, 兔子跑的比乌龟快⁹。

图片截图自 speed of animals

乌龟为何移动慢？

• 乌龟是杂食性动物，不必靠速度捕猎；
• 有厚重的龟壳保护着它们，一般不会成为猎物, 不靠速度逃命；

兔子为何中途休息？

这是另外的故事, 有时间再整理成文。

寓言中, 兔子因骄傲而休息, 但这毕竟是寓言。

根据 Adrian Bejan 刊登于《科学报告》的文章 : 乌龟比兔子更有耐性, 一生中运动的公里数也比兔子多。

「兔子移动迅速」, 如 Adrian Bejan 所说, 「大部分时间都花在为下次爆发的准备 ( 休息 ) 中」。

如此, 爆发后因耐性原因不得不休息。这是由其生物特性决定的。

写在最后

• 总的来说, 乌龟是一种移动很缓慢的动物；虽总被误认为是「移动最慢的爬行动物」, 但事实上它的移动速度比我们想象中的快；
• 乌龟的速度不如兔子, 但耐性强于兔子；
• 就龟兔赛跑而言, 只要赛程够长, 兔子中途休息是必然的, 乌龟或真能靠耐性赢了兔子；

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END

感谢阅读。

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References

[1] 龟兔赛跑. 维基百科.
[2] 彭翕成.数学与文学.果壳网.2011.
[3] 丘成桐. 数学和中国文学的比较. 人文大讲堂演讲稿. 2005.
[4] 龟兔赛跑. 百度百科.
[5] McFarlan, Donald. Guinness Book of Records 1992. New York: Guinness, 1991.
[6] Turtles. New York: National Geographic, 1999. as cited by D. Wood in electronic mail.
[7] Speed Of A Turtle Or Tortoise. The Physics Factbook. 1999.
[8] 龟友天下. 【妙趣时刻】看了这个，你还敢说龟速是慢吗？. 微信公众号. 2016.
[9] speed of animals