人間の手足は何本あればいいのか?

『宇宙戦争』では、地中から巨大な宇宙人ロボットが出現し、大勢の俳優を蒸発させ始めます。 そのシーンには好きなものがたくさんありますが、私が我慢できなかったことが3つあります。
彼らが歩き回るあの3本の脚のようなものです。
WAR OF THE WORLDS
Please get Tom Cruise first, please get Tom Cruise first, please get …
もっと脚があってもいいんじゃないでしょうか。 特に6本ぐらい。
「見ろよ、エイリアンの船だぞ、どんな原理で発掘されたかなんて誰にもわからない」と答えるかもしれません。
もちろん、その可能性はありますよ。 しかし、別の見方をすれば、私たち地球人にはさまざまな身体や手足のプランがありますが、3本の手足のデザインはどこにも見当たりません。 おそらくそれは、宇宙人は3本足の船を作らないという良い論拠になるでしょう。
私たち地球人は手足のデザインについてどうしているかというと、ある法則に従う傾向があり、それはすべての動物門を横断しているかもしれません。

この「肢の法則」は、動物の肢の数と肢の長さ(体の大きさに対して)を関連付けるものです。
動物の肢が体の大きさに対して非常に長い場合、(「ワイヤー」つまり肢の材料を最も少なく使用できる)最適到達解は肢が約 6 本のことだと私は論じました。 (これは四肢がほぼ放射状に周囲を回る動物に適用される。 手足の方向が球面上に一様に広がっている動物では、この場合の手足の予想数は約 12 本となる)

動物の手足が体のサイズに対して短くなると、手足の予想数は上昇し、手足が非常に短くなると途方もない数の手足があることになる。 (ちなみにヘビは無限に短い手足が無限にある、つまり手足がないのと矛盾しない)
より一般的には、法則は動物の手足の数が相対的な手足の長さに反比例することを予言している。
四肢の長さをL、動物の体の半径をRとすると、k = L / (L + R)は相対的四肢長、つまり「四肢比」である。
四肢の数Nはおよそ

N≈2π/k≈6.28 k-1

下の図(私の最初の本から)は、7つの動物門(環形動物門、節足動物門、刺胞動物門、棘皮動物門、軟体動物門、脊椎動物門、クマムシ門)の190種について、実際に肢の数が肢比とどう関係しているのかを示したものです。

limb length ratio to limb number

予測された傾向を実線で示すと、先ほど見たN ≈ 6.28k-1 式と一致する。

実際の傾向は点線で示されており、N ≈6.24k-1.17 という経験式が導かれます…つまり、予測に非常に近いです。
地球人が従うように見える手足の法則についてより良い印象を得るために、Eric Bolz によるこの小さな動的ビジュアル プログラムを見てください。 http://www.changizi.com/limb.html 右の縦軸は四肢の比率を変化させ、四肢の数が変化するのを見ることができます。 下の軸は、より長いまたはより短いクリーチャーを作ることができます。 左の縦軸は、ページ上のクリーチャーのサイズを変更するだけです。
「宇宙戦争」のエイリアン船は、その長い手足の長さを考えると、手足がほぼ周囲を指していると仮定して、約6本の手足を持っているはずです。
それが、彼らがとても愚かに見える理由です。

次回の記事では、この手足のアイデアから、なぜ指が 10 本あるのか、そしておそらく、なぜ基数 10 の数体系があるのかを説明したいと思います。

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