如何打造一条会喷火的龙：可从自然界寻找灵感

喷火的巨龙是神话中迷人的存在。如果龙确实存在于自然界中，它的喷火能力会来自哪里？

　　新浪科技讯 北京时间5月7日消息，据国外媒体报道，任何神话世界中如果没有一条会喷火的龙，都是不完整的。4月25日，SpaceX公司的创始人伊隆?马斯克（Elon Musk）在社交媒体上说了这么一句“顺道一提，我正在打造一只生化机械龙”。这该不会是认真的吧？不过，如果有人想打造一条龙，那如何能使它喷火呢？自然界中似乎可以找到能让一条龙喷火的所有要素，而不必借助人造的喷火器。只需要一些化学物质和一些微生物，以及某种小型沙漠鱼类的启示。当然，首先要说明的是，本文中所说的龙，主要是西方神话故事中的龙。

　　火的产生需要三种基本要素：一些点火的材料，保持燃烧的燃料，以及在燃烧时与燃料反应的氧气。氧气是最容易找到的，因为地球大气层中有21%是氧气。更大的挑战是如何点火和添加燃料。

　　美国内华达大学的生物学家弗兰克?范布勒克伦（Frank van Breukelen）指出，要打出火星只需要打火石和铁条。如果一条龙具有像鸟类砂囊一样的器官，那它就可以吞下石头并储存起来。对鸟类而言，这些石子能弥补缺少牙齿的遗憾，使它们能磨碎比较粗硬的食物。在龙的体内，吞下的打火石如果与铁条摩擦，或许就能打出火花。“可能你想到的是某种像打火石一样的鳞片，能互相摩擦，”范布勒克伦说道。如果打出来的火花足够靠近易燃的燃料，那就可能产生足够猛烈的火焰。

　　然而，还有一些能够自燃的化学物质并不需要最初的火花，它们在接触到空气的瞬间就能爆发出火焰。美国圣爱德华大学的化学家雷切尔?伯克斯（Raychelle Burks）以铱元素作为例子，这种元素在作为不同分子的组分燃烧时，会呈现不同的颜色。有一种是暖橙色或暖红色，另一种则是紫蓝色（这是美剧《冰与火之歌：权力的游戏》中僵尸冰龙喷出蓝色火焰的方法之一）。

　　不过，铱元素并不常见，特别是在生物体内。伯克斯解释道：“元素周期表中有许多很酷的元素，但（生物体）只利用了很少一部分。”

　　美国美利坚大学的化学家马修?哈廷斯（Matthew Hartings）指出，龙或许可以在家门口找到许多易燃的化学物质。假设龙喜欢住在洞穴里，哈廷斯说：“如果你住在一大堆石头中间，你就能获得大量的铁。”

　　铁能与其他化合物反应，比如硫化氢。这是一种易燃气体，闻起来像臭鸡蛋味。近期的一项研究称，天王星云层中含有一层硫化氢成分。在原油中也能发现硫化氢。当硫化氢与铁碰到一起时――比如在生锈的输油管道里――就会产生铁的硫化物。铁的硫化物在空气中并不稳定，会产生具有爆炸性的混合物。有时候，铁的硫化物还是天然气管道或储罐爆炸的罪魁祸首。

　　另外一种爆炸物选项来自安妮?麦考菲利（Anne McCaffrey）的系列小说《帕恩星球的龙骑士》（The Dragonriders of Pern）。书中的龙会嚼食含有磷化氢（含有1个磷原子和3个氢原子的化合物）的岩石。磷化氢在气态下极其易燃，可以和氧气反应形成爆炸性的化合物。磷化氢还具有很强的毒性。只要7滴磷化氢液体就能杀死一个人。


　　鸟类和鳄鱼等动物能将小石子储存在砂囊中，帮助将食物磨碎。在龙的体内，砂囊或许是存放打火石和铁块的绝佳场所，二者摩擦就能打出火花。

　　龙喷的是什么样的火

　　奇幻小说中的龙经常会喷出燃烧的气体，但是气体会带来一些问题。哈廷斯指出，气体会膨胀并充满所有可能的空间。为了把气体保存起来，龙必须使用压力。因此，诸如磷化氢等化学物质并不是完美的龙焰配方。磷化氢的沸点是摄氏零下84度。在室温（或者龙的呼吸温度）中，磷化氢显然是气体状态。“你必须把它压缩起来，”哈廷斯说道。当磷化氢在高压下变成液体时，龙才能储存和使用。

　　此外，气体还很难控制。如果龙刚好迎着风喷出炽热的气体，那火焰就可能被吹回来，炙烤龙的面部。哈廷斯解释道：“如果你喷出来的液体而不是气体，你就有更大的机会控制住火焰的发散。”

　　液体还可以避免自己被烧到。含有易燃气体的液体会在接触到空气的瞬间被点燃。速度就是关键。哈廷斯指出：“只要你以足够快的速度把它喷射出来，物质颗粒就会在距离你的面部足够远的时候才接触到空气。”

　　伯克斯表示，液体和气体的结合可能效果更好。在气溶胶喷雾中，微小的液滴悬浮在加压气体中，在气体释放时喷射出来。如果龙喷射的是气溶胶喷雾，那就既看起来像气体，又具有液体的某些性质。微细的气溶胶喷雾接触空气时就会被点燃，看起来就像龙在喷射火焰。


这些魔?具有产生乙醇的能力，这能帮助它们在极端环境中存活下来。

　　小鱼也有大本领

　　自然界中有许多能燃烧的液体。在生物体内，有两种产物可以为龙提供支持：乙醇和甲醇。二者都可以作为燃料。我们已经知道，酵母菌就能产生乙醇。这些单细胞真菌生物能将糖类转化成乙醇，因此可以用来酿造啤酒喝其他酒精饮料。一条肚子里充满酵母的龙其实并不算太惊人，毕竟在人类和其他许多动物的身体中，酵母都是微生物群系的一部分。

　　甲醇的产生需要甲烷。反刍动物（包括牛、山羊、长颈鹿和鹿等）会在消化食物的过程中产生甲烷。某些细菌能将甲烷转化为甲醇。龙的食物中需要有充足的纤维，才能产生甲烷，并提供给体内的细菌，再进一步生成甲醇。

　　事实上，龙甚至不需要借助这些细菌。魔?（学名：Cyprinodon diabolis）就不需要它们。这种小鱼生活在美国内华达州莫哈韦沙漠的“魔鬼洞”（Devil’s Hole），这是一个石灰岩洞穴，里面有天然的温泉池。范布勒克伦及其同事的研究显示，魔?能在极短时间里为自己造出“一杯威士忌”。

　　魔鬼洞的温度能达到摄氏33度，而且本身水中的氧气含量就很低。当水温上升时，水中的氧含量会变得更低――低到鱼都难以呼吸。因此，魔?会停止使用氧气，转而以厌氧方式产生能量。在这一过程中，魔?体内会产生乙醇。在2015年发表于《实验生物学杂志》（Journal of Experimental Biology）的论文中，范布勒克伦和同事们指出，魔?在水温更高时产生的乙醇量是低温时的7.3倍。

　　龙或许能在类似的环境中制造出乙醇。不过范布勒克伦表示，情况不会如此简单。他说：“我不认为会有保存乙醇的方法，你无法把它储存起来。”原因在于：乙醇能渗透一切，可以“直接穿过膜结构”，包括细胞膜和包裹着组织器官的膜。当乙醇在魔?体内生成后，最终会渗透到整条鱼体内，而不会集中在某些器官或囊袋中。因此，任何能产生乙醇的龙都会面临如何储存的难题。

　　魔?产生的乙醇不能被点燃，龙也不会喷火毁灭世界；一种是娇小而濒危的鱼类，一种只是虚构的动物。如果马斯克希望打造出能喷火的生物机械龙，或许并不需要借助化石燃料，自然界的生物就可以给他足够的灵感。（任天）