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本文节选自《复杂世界的简单法则读后感》电子版:
液体输送至整个系统所需的能量最小化。事实证明,实施这一战略是一项艰巨的挑战,无论在概念上还是在技术上均是如此。我们花了将近一年的时间处理所有的细节,但我们最终说明了有关代谢率的克莱伯定律和LV4次里规模法则如何从优化的、空间填充的分支网络的动力学与几何学中而来。最令人满意的或许是说明了神奇数字“4”从何而来,是如何出现的。-2下面我将用文字盏述这一切如何出现的数学运算,让你洞悉我们喘体运转的某些信人的方式,以及我们如何与所有生命体和整个物理世界密切联系。这是一个非凡的体验,我希望你会像我一样感到陶醉和兴奋。同样令人感到满足的是,将这个框架延伸至解决所有其他问题,如和森林、睡眠、进化速率、衰老和死亡,我将在后文回到其中一些问题上来。9.哺乳动物、植物的代谢率和循环系统正如前
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文所述,氧气对维持ATP分子的持续供给而言十分重要,这是我们必须持续呼吸的原因。ATP是使得我们存活下去的代谢能量的“基本货币”。吸入的氧气被输送到我们布满毛细血管的肺部的表面膜上,并被我们的血液吸收,继而通过心血管系统输送到我们的细胞中。氧分子和血液细胞中充当氧气载体的富含铁元素的血红蛋白结合在一起。这个氧化过程使我们的血液旺红色,正如铁在空气中氧化成铁锈一样。在血液将氧气输送到细胞中后,红色就变成了浅瘟色,这是静脉呈蓝色的原因。静脉是将血液输送回心胜和肺部的血管。因此,氧气和输送到细胞的速度及血液通过循环系统传输的速度也就成了我们代谢率的指标。同样地,和氧气吸入我们口中的速度及其进入呼吸系统的速度也是代谢率的指标。这两个系统紧密相连,血流速度、呼吸速度和代谢率都彼此互
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成比例,存在简单的线性关系。因此,无论哺乳动物的体形有多大,每呼吸一次,均心跳四次。氧气运输系统的紧密相连就是心血管网络与呼吸网络的特点在决定和约束代谢率中起重要作用的原因。利用能量将血液输送到循环系统的脉管系统内的速度被称作心脏输出功率。所消耗的这一能量被用于死服血液流经不断变罕的血管时产生的秋滞力或摩擦力。在整个旅程中,血液首先从主动脉出发,这是距离心脏最近的动脉,其次流经多重网络,最后到达为细胞供给养分的毛细血管。人类的主动脉类似一个圆柱形的管道,长约18英寸〈约45厘米),直径约为1英寸〈约2.5厘米),而我们的毛细血管只有5微米(约0.01英寸)粗,比一根头发丝还要细。-Ha尽管一头蓝鲸的主动肪的直径几乎达到1英扩《30厘米),但它的毛细血管的粗细和你我的相
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