[自然科学] 如何设计一只能够突破音速的生物?

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[自然科学]如何设计一只能够突破音速的生物?

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既然结构决定功能，那么什么样的结构能支持一个生物以一马赫以上的速度运动？这里指一个生物，在空气（或者水中），依靠自身的结构，将自身加速到一马赫以上并…

地球型碳基生物的潜力很有限，但超音速飞行不需要释放太多潜力。
地球型碳基生物可以在体内储备代谢产生的能材与氧化剂，利用火箭发动机或爆震发动机在空气里超音速。这样的生物体大概整体偏流线形，翅膀类似任务自适应翼。
热不是靠循环系统排出的。地球型碳基生物可以用水吸热、将水蒸气排放来带走热量并顺便加速。
地球型碳基生物可以在身上展开若干氢气气囊，靠空气浮力爬升到海拔接近 4 万米，然后收起气囊俯冲下来，这会在较高的海拔高度达到超音速。低空大气会让这样的生物减速。
在排气俯冲到超音速后，上述生物可以用体内储备的、代谢产生的能材点燃冲压发动机，切换为超音速平飞。
地球型碳基生物可以在体内富集核材料、使用核热喷气或核热火箭。
在水中超音速（超过约 1483 米每秒）会损耗大量的能量、产生大量的废热、造成强大的冲击波，对材料有更高要求。这不是不可以，但效率很低。
大型光合生物可以储备大量的能材、氧化剂或富集大量核材料，给自己的特定构造或共生的其他生物加注燃料和氧化剂，炮射特定物体。大型光合生物可以用化学激光推进其他物体，让物体在大气和水里超音速、让物体飞上近地轨道、让物体飞向遥远太空。
沼泽生态系可以给生物加注氢气。
喜欢的话你也可以搞电磁加速。大型光合生物可以用线圈炮、磁轨炮或电热化学炮将自己的特定构造或共生的其他生物加速射出，那些构造或共生体可以自己再加速或维持速度。
现实中，飞上近地轨道的细菌在稀薄大气里相对地心的速度远超音速，但那不是动力飞行。
2012 年 10 月 14 日，奥地利运动员 Felix Baumgartner 搭乘氦气球飞到约 38969.3 米高后跳下，他的峰值速度约 1.25 马赫。低空大气减慢了他的速度。他在约 2566.7 米高度开伞、安全降落。

Felix Baumgartner lifts his arm in victory moments after landing. Photo by Red Bull Stratos.

不用设计。突破音速的生物很可能曾经有过，按照某些标准现在也有。
已灭绝的「超音速」物种：
计算机和物理模拟认为，近2亿年前的迷惑龙Apatosaurus 神龙甩尾可能就超音速了。
如果你也被公园里甩鞭子的大爷吓爆过，那你该看看这个?mp.weixin.qq.com/s/sjzIdFRo5Y6nzVyhtmDysw

现存的动物无法在不借助工具的情况下达到上述速度。
然而，很多动物，如部分虾蛄和枪虾等，会通过高速运动带动局部水分沸腾，进而形成空泡以进行攻击。[1][2]在空泡形成的各个水流之间，音速是高度可变的，其中液体-蒸汽混合状态中，音速仅为约 0.01 m⋅s−1" role="presentation">0.01 m?s?10.01\ \rm{m\cdot s^{-1}} . 从某些意义上，这些形成空泡的生物也「突破」了音速—它们降低了介质的音速。
以上。
参考^Versluis M, Schmitz B, von der Heydt A, Lohse D. How snapping shrimp snap: through cavitating bubbles. Science. 2000 Sep 22;289(5487):2114-7. https://doi.org/10.1126/science.289.5487.2114^Koukouvinis, P., Bruecker, C. & Gavaises, M. Unveiling the physical mechanism behind pistol shrimp cavitation. Sci Rep 7, 13994 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-14312-0

那还不简单
买几斤香蕉
教猴子坐飞船

手是皮鞭形状的人类。不过这样只能算局部加速到音速。

植物可以进化出类似骨质材料的枪管，通过生物化学反应合成类似火药的含能材料，从而把自身的种子以超音速发射出去。

比如，雀尾螳螂虾？

事实上，生物不但是超音速的，而且超光速的。只是并非所有生物都能感知到超光速的变化。感知不到的部分被定义到其他时空=过去+未来≠当下。比如：每个活人其实都已经死了，只是还没有感知到罢了。同理，死去的人其实正在本时空作为别人或某种生物活着，或在其他时空活着=在本时空作为被封印的能量而存在=物质≠生物。

值得注意的是：
损阳转阴=结构决定功能=术=下册=下策≠上策=上册=道=功能决定结构=阳主阴从。其中：
结构决定功能=损阳转阴=时空封印=死法=被宰：

功能决定结构=阳主阴从=改造时空=活法=主宰。

传道=以道统术≠道不御术=滥术。
科学=道=全知之环=上工=上册（策）；
科技=术=专知之钻=下工=下册（策）。
自古以来，先人对“术”的滥用一直抱以高度警惕，以确保群众以全知御专知=以道御术=民可使由之，不可使知之。因为比新技术更重要的，是如何正确使用好新技术。
真=气，真理=气理=气活理+气死理=阳理+阴理=活理+死理=道理。
气=千变万化+捉摸不定+时有时无+若隐若现……=真=真实+真虚≠永恒不变（终结论）=假。
科学=求真（气）务实≠弄虚作假（终结论）。
名可名非常名：万事万物都可以人为定义，但同时也需要用发展的眼光去看待。而这种定义，也不一定是一成不变的。
科学家根据现实需要，通过辨阴阳，去定义辨明各种“非常名”，领悟掌握各种“非常道”，其根本目的是为了更好的解决人类生活中的疑难杂症，是为了提升人类生活（即人道）的质量，是激发人的精气神，让人变得更强，而非制造更多的疑难杂症，将自己变成行尸走肉，人道废弛，成为matrix的生物电池。
四次工业革命之后，现代人最需要的是突破matrix为人量身打造的信息茧房，学会融会（+）贯通（=）=核聚变≠核裂变。理由：
1.奇技淫巧会削弱人的精气神=有损天地人三才之人道担当。人类的精气神是以道御术的根本=文明之根本=取“非常名”以修“非常道”=取名修道≠求名逐利。
2.AI只适用于不适合使用MI的情况，并仅限于作为MI的辅助。人类追求的是MI的进步。
3.大气中的宇宙射线可以让任何AI失灵。
4.强大的电磁波可以让所有电子元件失灵。电磁脉冲武器的原理是利用电磁波产生的高能量去对抗目标，它被称为第二原子弹，可以对很多电子系统造成很大的威胁，非血肉之躯不可抵御。
5.朝气=薄而勿沉的灵魂波+肉体≠沆瀣一气的电磁波+硅晶=暮光。
关于奇技淫巧的滥用，有一段传说：
《鲁班书》是我国历史上一直流传的一本奇书，此书又名“缺一门”。
这个古怪名字的来源据说和鲁班之妻的惨死有着莫大的关系。
《鲁班书》是一本古代关于土木建筑类的奇书，相传是“木匠鼻祖”鲁班所作，后世流传的《鲁班书》分为上下两卷。
上卷主讲木匠手艺之法，而下卷说所述的则是一些护身之术，神鬼咒语以及一些医疗法术，这便是人们常说的“鲁班术”。
据说修习此书之人，鳏寡孤独残，必居其一，因而此书又称《缺一门》，其亦真是害人害己。也因其阴毒，此下册被历代统治者封为禁书，现在失传，无人识得庐山真面目。
《论衡儒增篇》：巧公为母，做木马车，木人御者，机关备具，载母其上，一去不还，遂失其母（吴氏）=鲁班造木马亡其母的故事。
野史载：鲁班爱妻成魔，他因出外做工，不能与妻子耳鬓厮磨长相厮守。他为了一解相思之苦，通过奇思妙想制作了能飞翔的木鸢，可以一日千里得见妻子一面。鲁班这回发明的木鸢（鹊），不再采用“机关法”，而采用“暗语法”=咒术。其妻云氏也是发明家（发明了伞），因好奇，坐上木鸢念动咒语飞上了天。其妻已有孕在身，一时兴奋竟然导致了早产，因而有阴血流出，染在木鸢之上。古来就有巫蛊之术遇血失灵之说，因而木鸢掉落，其妻身亡。一尸两命令鲁班悲痛欲绝。
接二连三的悲剧，让鲁班愤懑之余，在其所著的《鲁班书》下册，施加咒语，诅咒修习此书之人，亦如他一样断子绝孙。警告：此术最强，应谨慎学习。
当然上述这些都是传说。
世人早已普遍地认为：文明人近代的苦难，是因为科技落后造成=落后就要挨打。
然而事实上，苦难都是源于“奇技淫巧”的滥用滥开发=道不御术=无文化=自律性不足=组织纪律性差。因为在有文化的人看来，落后就要扶持。
是故：得全知之道的AI利人利己，迷专知之术的AI累人累己。
Mark my words:未来chatgpt参数量（认知量）会越来越大，复杂问题出错率会越来越高，推理时间会越来越长。
灵魂=五运六气团的优势不止于效率，而在于周全适宜性（道性）=该干嘛干嘛的灵敏度=薄而勿沉≠沆瀣一气=电气（术性）。
是故：不必浪费太多时间和精力去测试AI。AI对于复杂问题的推算是不靠谱的，沆瀣一气的算法注定会烧坏脑，效率极低。哪怕准确率能达到99.99%，最终依然还是要靠人亲自去抉择去担当。懒得去抉择并对之负责的结果就是丧权辱格=丧失人权（≠畜权）和侮辱人格。
AI所追求的是“强化人”≠代替人”。
人工智能=AI学习人≠人学习AI=迷失自我。
让AI学习人的前提是人懂自己，相信自己。
鉴于现阶段医学领域普遍存在“只有转阴的算计+缺乏壮阳的意识”的问题。
AI宜优先在现代医学领域小试牛刀，造福社会。

坐地日行八万里

日常音爆、超音速：
鼓掌（4指拍4指，有、无指缝，空气、微生物等超音速）、甩鞭（藤、毛巾、辫等局部超音速）

一看到这个问题就必须搬出我天彗龙哒。

先来一段百科简介:
天彗龙是CAPCOM旗下游戏《怪物猎人》系列登场的古龙种怪物，最初于《怪物猎人XX》中作为封面怪物登场，与鏖魔角龙并称为“双璧”，外号银翼の凶星。后以特殊个体形态登场于《怪物猎人：崛起》。
在距离人类居住地遥远的地方生存的神秘古龙，以从翅膀中喷射出红色的龙气的独特飞行姿态高速穿梭于整片大陆。由于它飞行的姿态如同红色彗星一般，因此龙历院将其命名为——天彗龙。
天彗龙有着被银色闪耀鳞片所覆盖的流线型身躯，以及引人注目的巨大双翼。天彗龙的翅膀并非中其它怪物中常见的膜翼，而是形成了一种独特的形状，如重重叠叠的巨大翼爪，公会学者将这种独特的翼称为“枪翼”。
与以前确认的任何怪物都不同，独特且惊人的飞行能力是天彗龙的主要特征。因为翅膀的结构，天彗龙并不通过振翅来飞行，而是利用翅膀末端的开口喷出龙气（赤色龙属性能量），以其剧烈喷发反应而产生的反作用力获得必要的飞行速度。天彗龙可以通过微调翼脚控制喷射龙气的威力和角度，进行精密的飞行动作…
【【】MHXX/GU 天彗龙登场CG?b23.tv/a4qeQsQ
自带六联装矢量喷口，通过体内的龙属性器官龙气玉转化空气成为龙气，由枪翼末端的喷口喷出而高速飞行。

据考证速度可以达到10.5马赫（生态视频0.56秒爬升2km），还是在垂直爬升、负重（抓着水生兽）的情况下。如果是空载、俯冲情况下可能更快。

1，鸟类，平时展开靠热气流托举到几千米高度，然后身体变梭形俯冲，应该可以短时间破音速。
2，类似鱿鱼+河豚，自充氢气or氦气飞到平流层之上，排气俯冲。
用跑的用飞的几乎破不了音障，只能在引力方面下手。

有种研发思路叫做“仿生”，针对天马行空的奇幻想象，我们不如逆转一下思维，来“仿机”。
用设计飞机的思路设计生物吧！
首先，我们设计的最重要的零件——“引擎”，这是动力的来源。现代飞机的飞行员与其说是坐在飞机上，不如说是坐在引擎上，飞机上的其他部件都是引擎的外挂件，也就是“力大砖飞”
要达到超音速的要求，我们可以选择的引擎有两种——涡扇和涡喷。生物难以实现涡扇发动机的旋转扇叶结构，所以我们的选择也只剩下了一个，让我们来设计一头喷气式动力的血肉怪物吧！
根据冲量守恒，我们的血肉怪物要往身后快速喷射物质以达到超音速飞行。
喷气式飞机将燃料快速爆燃产生的高压气体向后喷射，来让自己产生向前的速度，也就是“工质”推进。身为血肉的生物，我们的身体大部分是水，体内所进行的化学反应也都是温和的，这注定使我们无法使用狂暴的化能推进。
不过好在我们身处地球，大气中到处都是空气。气体虽轻，但也是物质，也有质量。如果我们能够将身前的空气以极高的速度喷射至身后，那我们就可以实现足以支撑超音速飞行的血肉引擎！
让我们先来设计这个引擎。
引擎是管状，能够吸纳前方的空气，“疏松”的普通空气在管内进行压缩，再向后快速膨胀“爆炸”喷射，这将使得引擎获得暴躁的向前速度。
血肉引擎的前后端有大量骨骼进行加固，很少有血肉部分，这部分几乎是全骨质化的，以提供充足的抗冲击能力
中段有类似肋骨的结构作为保护以及提供活动灵活度，有些类似于“肺”，能够舒张及收缩，提供收纳气体和压缩空气的功能。内里的肌肉既强壮又持久，能够持续的进行扩张-收缩循环。
在引擎的前部与后部存在“瓣”，这并不是一个纯肌肉组织，其中有骨骼进行加固，否则无法阻止引擎中狂暴的压缩空气冲出。这里的“瓣”起单向阀的作用：在“肺”舒张冲程中，前瓣打开，后瓣关闭；在“肺”收缩冲程中，前瓣关闭，后瓣在“肺”压力最大时打开，向后喷出压缩空气。
我们已完成“引擎”的构建。
现在让我们来完成其余部件的塑造。
首先是翅膀，作为超音速生物，类似鸟类可活动的扑翼已是累赘，我们的血肉怪物拥有主体不可活动的固定翼，上面还附有可略微活动的襟翼，在主翼之外或许应该还有几对副翼，以提供额外的升力。
而引擎则被布置在机翼上，或许是一对，或许是十对，总之马力不够就加引擎，加到够为止。
生物体的其他部件，包括泌尿、生殖、神经中枢等等，这对于一般生物十分重要，但对于血肉引擎和机翼的大小来说，这些十分微小，不值一提。这些部件中的大部分被集中附在机翼的中部，在流线型外表的保护之下。
其中相对重要一些的不是神经系统，而是消化系统。因为血肉怪物进行超音速飞行的能量消耗十分巨大，这势必导致血肉怪物无法长时间保持超音速，然而庞大的能量需求依旧致使我们设计的这头怪物不在进食就是在进食的路上。
而地球上能单次提供如此大量食物的地方，唯有海洋。
至此，我们已完成这头超音速怪兽的大体构建。
它不像是地球上的生物。它与众不同，下意识望去，它相较其余肢体硕大的固定翼与引擎占据了你的视野，你想去寻找一些地球高等生物的特征，例如脑袋，却怎么也寻不到。
它极难寻见。宽广的大洋上，如果追随着洋流的去寻找渔场，在最庞大的鱼群四周，你或许可以寻见它的踪迹。
它在高空中紧盯着身下的海面，寻找使他感兴趣的鱼群。一旦找到，便跃入海中，几口就将足以使渔船满载而归的庞大鱼群吞入腹中。得益于可以充盈空气或水的引擎，它可以浮在水中静静的等待食物消化。这是它最悠闲的时刻，没什么能量消耗，也无需思考什么，甚至可以躺在海面上睡个懒觉。
进食-消化-排泄，它又将起飞去追逐下一个鱼群。如路线刚好顺着大气环流，那就再开心不过了，这能省下相当一部分气力。
如果你足够幸运，乘坐远洋货轮的时候，或许可以听到来自头顶的破空音爆声，不必怀疑，这就是它。
完
作者为生物学专业，对于航天等其他部分有错误的话还请不吝批评指正。

游隼的速度100米/秒已经颠覆我的认知了，再提高2倍意义何在？

老实说吧，是不是看到辛逝纪芙音战士最近两集的音速鸟才想到来问的

拥有极长触手（340m)的生物，当本体按1rad/s的角速度旋转时，触手末端便可超音速（感谢评论区指正）

我曾经在极度愤怒的情况下突破了音速！

参考天彗龙

你把卡兹从外太空捞回来，他应该有办法，就不@ 了，他老人家那信号不好收不到。

你要的

F14后座栓条边牧。

设计一种能够实现超音速运动的假设性生物体，需要考虑多个关键因素，包括推进方式、新陈代谢、体温调节和结构设计。
推进机制：在超音速下的生物推进可能会从声波推进机制中获得灵感，类似于超声波驱动的金属微棒所展现的。这些微棒在超声波驻波的作用下可以实现自主运动，它们能够高速沿轴向移动，并自组装成旋转的链条。[1][2]新陈代谢与体温调节系统：为了实现高速运动，有效的体温调节至关重要。研究蜜蜂群体的一个模型为我们提供了运动和新陈代谢如何帮助调节体温的见解。蜜蜂通过增加新陈代谢活动并向周围的蜜蜂移动来响应温度变化，这为超音速生物体中的高效新陈代谢系统提供了可能的模式。[3]超音速运动的结构设计：这种生物体的结构需要设计成流线型，以减少阻力和提高推进效率。关于超音速气体喷射流结构和高超音速推进的稳定爆轰的研究，为超音速和高超音速运动的高效设计提供了宝贵的洞见。[4][5]运动环境：根据介质的密度和阻力来决定这种生物体是在水中运动还是在空气中运动。关于水和空气中超音速流动和推进的研究，为我们选择最合适的环境提供了指导。[6]
总之，设计一种超音速生物体需要结合先进的推进技术、高效的新陈代谢和体温调节系统，以及经过优化的结构。
下面有几个AI生成的图片，感觉挺有意思的。

参考^Wang, W., Castro, L., Hoyos, M., & Mallouk, T. (2012). Autonomous motion of metallic microrods propelled by ultrasound.. *ACS nano*, 6 7, 6122-32 . https://doi.org/10.1021/nn301312z^Ren, L., Wang, W., & Mallouk, T. (2018). Two Forces Are Better than One: Combining Chemical and Acoustic Propulsion for Enhanced Micromotor Functionality..Accounts of chemical research, 51 9, 1948-1956 . https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00248^Watmough, J., & Camazine, S. (1995). Self-Organized Thermoregulation of Honeybee Clusters.Journal of Theoretical Biology, 176, 391-402. https://doi.org/10.1006/JTBI.1995.0207^Zhang, X., Li, S., Yang, B., & Wang, N. (2020). Flow structures of over-expanded supersonic gaseous jets for deep-water propulsion.Ocean Engineering, 213, 107611. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.107611^Rosato, D., Thornton, M., Sosa, J., Bachman, C., Goodwin, G., & Ahmed, K. (2021). Stabilized detonation for hypersonic propulsion.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 118. https://doi.org/10.1073/pnas.2102244118^Ahedo, E., Mart??nez-Cerezo, P., & Martínez-Sánchez, M. (2001). One-dimensional model of the plasma flow in a Hall thruster.Physics of Plasmas, 8, 3058-3068. https://doi.org/10.1063/1.1371519

螳螂虾？

可以借助音速武器啊

很简单啊，只需要设计它可以在近地空间生活繁衍就可以

让这个生物坐超音速飞机

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