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为什么猫从高处落下总能脚着地?有人为此写了一本物理书

科学家们也逃不开猫的魅力,从薛定谔的猫,到物理学家 Jack Hetherington 与名为 Chester 的暹罗猫合著论文,再到物理学家 Greg Gbur 最近出版的 Falling Felines and Fundamental Physics,《跌落的猫科动物和基础物理学》。猫为物理学、数学、神经科学,甚至是太空探索中的难题提供了重要的切入口。

Greg Gbur 的这本书探究了一个有趣的话题:猫从高处落下时,为什么总是可以四脚着地?这是一个“落猫问题”(Falling cat problem)。

图 | Falling cat problem(来源:Fine Art American)

稍微懂物理的人都会想到,猫在空中转身并没有任何支点,那么它是怎么实现转身而又不违背角动量守恒的呢?

到目前为止,有至少四种不同的假设可以解释这一现象:“缩进和旋转”(tuck and turn)模型,猫在坠落时收缩一对爪子以便旋转;“掉落的花样滑冰运动员”假说,猫根据需要收缩或伸展爪子来调整它的角动量;“弯曲和旋转”假说,猫弯腰然后反旋以腰围分界的身体两部分;最后一种是“螺旋桨式的尾巴”,即猫可以利用尾巴实现空中转身。

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