“他跳上他的雪橇，向他的驯鹿队伍吹了一声口哨。它们像蓟草的绒毛一样全部飞走了。”
会飞的驯鹿长期以来一直是圣诞节的代名词。1823 年，在现已臭名昭著的诗歌《圣尼古拉的拜访》（更广为人知的名称是“圣诞前夜”）中，它们被描绘成拉着圣诞老人的雪橇。事实上，关于会飞的驯鹿的现代传说甚至可以追溯到北欧神话，灵感来自雷神索尔的传说，这位雷神驾着由魔法山羊拉着的战车在天空中翱翔。
然而，从科学上讲，没有已知的驯鹿物种能够飞行。（蝙蝠是唯一能够真正飞行的哺乳动物。）但物理学对会飞的驯鹿的可能性有何说法？
会飞驯鹿的物理学
驯鹿，和其他任何东西一样，*技术上*可以飞行。但实际实现起飞所需的能量将远远超过动物通常拥有的能量。
克服重力和阻力
如果我们想谈论飞行，我们首先需要谈论力。任何飞行物体，从蜜蜂到鸟类再到飞机，都有两个主要力量在与之对抗。第一个是重力，它始终将物体——在我们的例子中是驯鹿——拉向地面。如果你想飞行，那么你需要某种方式来抵消这种引力。
另一个力是阻力。任何飞行物体实际上都在穿过由空气分子组成的海洋。即使空气本身并不算非常密集，但要达到维持飞行所需的速度也需要付出很多努力。阻力会消耗飞行物体的能量，导致它减速并坠落到地面。
无论是有生命的生物还是人类工程师，都设计了无数种克服这两种负面力量的方法，但无论解决方案如何，关键在于产生两种力来与它们抗衡，称为升力和推力。
产生升力和推力
推力是一种简单的向前运动，用于抵消阻力。无论是鸟类扇动的翅膀还是喷气发动机的排气，大多数飞行物体都利用空气通过将空气推到物体后面来产生推力。通过动量守恒，存在一个大小相等、方向相反的力，将物体向前推进（就像游泳一样，你向后推水以使自己向前移动）。
同时，升力是抵消重力所需的力，因此它直接向上。飞机通过具有弯曲表面的机翼产生升力。当空气流过机翼时，一部分空气被向下推。
同样，根据动量守恒，这会将飞机向上推。这可能看起来违反直觉（甚至可能和圣诞老人的雪橇一样神奇），但本质上，飞机向下推空气以升高，就像你向下推地板以站立一样。
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为什么驯鹿不能飞？
不幸的是，驯鹿没有有效的方法来产生升力或推力。野外驯鹿曾记录到最高速度为每小时 50 英里。这大约与加州神鹫的飞行速度相同，而且远快于麻雀等常见家禽的飞行速度。
然而，就飞行而言，这种推力对驯鹿来说作用不大，因为为了达到这个速度，动物必须蹬地。一旦进入空中，驯鹿就无法产生推力了。
即使它们能在空中产生推力，驯鹿也没有任何简单的方法来产生升力。而且它们需要相当大的升力：一只成年雌性驯鹿的体重在 180 到 260 磅之间，而雄性驯鹿的体重约为 350 到 400 磅，整个身躯从口鼻到尾巴大约有 6 英尺长。
与世界上最大的猛禽安第斯秃鹰相比。安第斯秃鹰的翼展超过 10 英尺，但体重仅约 33 磅——不到雄性驯鹿的十分之一。这意味着秃鹰产生的升力不必像驯鹿那样大。
秃鹰复杂的骨骼、翅膀和羽毛结构使其能够持续飞行数小时，并且能够相对轻松地着陆和起飞。即使驯鹿能以某种方式达到维持推力所需的速度，它也没有翅膀，所以它无法产生任何升力。
人类能否帮助驯鹿实现飞行？
准备好飞行的驯鹿唯一的选择是进行彻底的改造。我们需要添加一个人造加速源，比如船外喷气发动机。现代喷气发动机可以产生巨大的推力，轻松地将驯鹿的质量向前推进。
不过，这样的装置也需要升力，所以我们必须在驯鹿的侧面加上翅膀。它还需要燃料——假设驯鹿的典型饮食无法提供驱动喷气发动机所需的能量——以及用于控制机翼表面的电子设备。我们还需要一个尾翼和方向舵来保持稳定。
但所有这些附加设备都会带来自身的重量，所以我们必须相应地调整驯鹿的附件，为其配备足够大的发动机和足够大的机翼以保持飞行。本质上，让驯鹿飞行的最简单方法就是将它放在飞机里。
不过，需要指出的是，这项分析集中在典型的驯鹿身上。圣诞老人的驯鹿显然遵循不同的、非基于物理学的原理，这需要一个完全独立的讨论。
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