天天看点

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

据说猫有"九条命",鉴于猫可能不是在唐代之后来到中国的,在中国古代书籍或小说中没有发现猫有九条命的想法,并且(可能来自外国巫术)英国作家威廉·鲍德温(William Baldwin)在1584年写道"当心猫",其中包含女巫可以九次占据自己猫的身体的短语, 这意味着猫可以有九条命。当然,这并不是说它真的死了九次才真正死去,而是说猫的生存能力很强,不容易死。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="5">01</h1>

对于许多知名物理学家来说,猫是工作中的朋友,放松的伙伴,甚至是实验的工具,他们无法抗拒自己的好奇心,从窗户扔到楼下:为什么它们总是脚着地?

麦克斯韦解释说,从物理学大师麦克斯韦到数学家斯托克斯,他们是学术界的"扔猫的大师",我的研究旨在找出猫能翻身的速度,方法很简单,让猫从两英尺的桌子或床上跳下来,但在这种情况下,猫仍然在脚上。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

斯托克斯还试图在猫的身体翻转问题中看到一些有趣和不寻常的东西。对"猫问题"的研究离不开高速摄像机。早在1894年,法国科学家艾蒂安-朱尔斯·马雷(Etienne-Jules Marey)就用高速相机发表了一张猫坠落在大自然上的照片,显示这只猫在坠落的前1/8秒内翻身。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

如果猫四条腿的天空从空中抛出,在坠落的过程中,先是头部和颈部扭曲,然后前肢和躯干也扭曲,最后后肢也扭曲。

所以当你倒在地上时,你是在四肢上。一系列反射活动过程和机制与动物被推倒或翻转时的反向反射相同。

他们把这项技能命名为:翻转倒影。因为它反射了强烈的神经,高高的天空可以在有限的时间内快速调整身体,保持四英尺到地面的平衡,这是许多高级生物无法比拟的。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

1969年,Kane和Scher两位研究人员对Kane-Scher进行了建模,将猫建模为一对能够改变相反方向的连接圆柱体,分别代表猫的上半身和下半身,转弯时角动量为零。

对于普通的猫,翻转可以在30厘米的高度完成,如下所示:

弯曲主体,使前后主体在不同的轴上旋转。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

弯曲前肢以减小额肢的惯性力矩(MOI),同时伸展后肢以增加下半身的惯性力矩。这允许前半部分以更大的角度(90度)旋转,后半部分以较小的角度(10度)旋转。

伸展前肢并弯曲后肢,使后半部分以更大的角度旋转,而前半部分以较小的角度反向旋转。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="7">02</h1>

不寻常的是,澳大利亚的一位医生不相信猫有九条命的传说,他发现了150只不同的猫,并进行了一项残酷的实验,他从不同的楼层扔出不同大小的猫,并检查了它们身体受损的程度。

大约十分之一的猫咪当场死亡,医生认为,如果它们处于合适的高度,猫的生存能力很高,受伤程度很小,三到六层的高度不那么严重,如果地板太短,它们将无法完美地将身体调整到地面, 并因此遭受一定程度的伤害。

如果地板太高,猫的骨头就无法承受重力加速度,这会造成更大的伤害。

所以在这个实验上可以看出,猫其实并没有九条命,九条命猫的传说自然不会弄巧成拙。

传说猫是老虎老师,无论是家猫还是野猫,受伤后打鼾,呃,这是猫咪自愈的方式之一;科学研究表明,这种来自喉咙的打鼾声有助于他们治疗骨骼和器官损伤。人类实验研究表明,将身体暴露在类似于猫打鼾的频率的声波中,也有助于改善人体骨量。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

温馨提示:请不要把猫从高处扔下去,这是极其不负责任的行为。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="9">03</h1>

薛定谔的猫是奥地利物理学家薛定谔在1935年提出的一个理想实验的名称,它描述了量子力学的真相:在测量外力迫使它们做出选择之前,无法确定粒子的某些性质。

整个实验是这样的:盒子里有一只猫,还有少量的放射性物质。在一小时内,放射性物质衰变并释放气体杀死猫的可能性约为50%,使放射性物质不会腐烂并且猫存活下来的可能性为50%。

关于薛定谔的猫,许多科学家开始更多地遐想。当我们不观察世界时,一切都处于不确定的叠加状态吗?如果他把猫换成成年人,他永远不会觉得自己处于"死/活"的叠加层。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

人与猫的不同之处在于他观察自己,这意味着他是一个"有意识"的动物。因此,更奇怪的问题出现了:物理现象与"意识"有关吗?

物理学家越来越觉得薛定谔的猫在原则上可以存在,但目前的技术还不够成熟。目前,技术条件远非完美,"技术上不可能"和"原则上不可能"也不例外。

2000年来,我们一直认为,正如柏拉图在《理想国家》中所描述的那样,世界不能同时以相反的状态存在,也不应该同时以相反的状态存在。但现在这不是那么绝对。薛定谔的猫日复一日地长大,总有一天宇宙会展现出它更不可思议的一面。

“九条命”的物理猫,故事总是那么神秘010203

参考资料:颜湘宁,天才实体猫

继续阅读