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網路上流傳著這樣一段影片。
三隻貓咪被關在一個玻璃房間當中。
一隻貓正在琢磨兩扇玻璃中間的那條接縫。
接著,就像系統出BUG一樣,這隻白貓竟然把頭從縫隙中鑽了出來。
然後是一隻前爪,半個身體。
旁邊的其他貓咪都看傻了,這哥們兒在幹啥。
接著,它們眼看著白貓豎起尾巴,一頓掙扎,竟然又過去了一條前腿,繼續使勁兒,它竟然把整個身體都拔了出去。
回頭看看裡面的同伴,別說人類了,就連它的貓咪同類都不敢相信這是真的。
這哥們兒竟然鑽出去了。
不知道大家相不相信這段影片,我最開始也是驚呆了,這一定是PS,貓咪怎麼可能鑽出來?
但是,當我輸入液體貓咪的關鍵詞,開始在網路上檢索的時候,我發現了更多不可思議的影片。
原來,貓咪真的是液體,就和前面說的液體章魚一樣,章魚是隻要嘴能過,身體就能過。
而貓咪則是,只要鬍鬚能過,身體就能過。
比如,這隻小奶貓,不管不顧,推開同伴的阻攔,把頭探出去,身子往後一拔,再接一個緩衝落地。
簡直比章魚凌空越獄還要炫酷。
除了影片和圖片,我甚至還發現,科學家竟然還證明過,貓咪是液體,這真是太神奇了。
為什麼貓咪會有這種液化身體的超能力呢?
今天,我們就來聊聊這背後的故事。
2017年·美國麻省
時間回到2017年,美國麻省,哈佛大學的禮堂裡群魔亂舞。
這是一年一度的搞笑諾貝爾獎頒獎現場。
雖然這個評選很扯,但每一個研究都是正兒八經的科學。
比如,2000年獲獎的安德烈·海姆(Andre Geim)
他當時在哈佛禮堂裡說,自己在實驗室裡發明了一個磁懸浮裝置,成功的浮起了一隻青蛙。
這個實驗看起來笑死個人,但是10年後,2010年,安德烈真的靠這個研究獲得了正在的諾貝爾獎。
獲獎理由是研發了石墨烯,而他最開始研發石墨烯,正是為了完成10年前,那麼懸浮青蛙的搞笑實驗。
石墨烯幫人類打開了一扇新的材料大門。
比如,石墨烯電池,這個東西要是能量產,那你的手機真的就是充電5分鐘,續航3個月了。
所以,這就是搞笑諾貝爾獎,先讓你笑,再讓你思考。
從1991年開始,每年舉辦一次,每次都叫首屆。
於是,就在2017年的首屆頒獎儀式上,這位叫做法丁(M.A. Fardin)的小夥兒登場了,他獲獎的理由是——用流變學原理證明了,貓咪是液體。
證明的過程,大概是這樣的。
非牛頓流體
科學家們把這種能夠輕功水上漂的液體叫做非牛頓流體。
它看上去和水差不多,但是,當人踩上去的時候,它就會瞬間變得非常粘稠,像固體一樣堅硬。
而如果你站上去不動,它就會反應過來,哦,差點忘了,自己是液體啊,於是,它就開始流動,讓你陷下去。
非牛頓流體並不罕見。
比如,番茄醬就是最經典的例子。
另外,這個池子裡裝的也不是很常見的東西——玉米澱粉濃漿。
生活中幾乎除了水和酒精這類很純的液體,像糖漿、血液、雞湯,這些粘稠的液體,它們都算非牛頓流體,而研究非牛頓流體的各種屬性,就叫做流變學。
法丁證明貓咪是液體的原理也來自流變學。
那如何形容流變學呢?
三個字,盤他瑞。
神奇的門派
如果你要測試一個人是不是真的會下圍棋,那麼問他19×19等於多少。
而如果你要測試一個人是不是真的懂流變學,那就跟他說一句,盤他瑞。
這三個字,是他們祖師爺的名言,Panta Rhei(παντα ρει),意思是,一切物體都是可以流動的。
這位祖師爺叫做赫拉克利特(Heraclitus),他開創的這個門派,就叫流變學,專門研究萬物的流變性。
後來,天神牛頓也加入了這個門派,他用盤他瑞一統江湖,把固體、液體、氣體三大形態描述成同一個數學模型,那就是盤他瑞,流變學。
——一切都是流動的。
比如,你要是跟物理老師說,喜馬拉雅山是液體,他肯定能把你生吞了。
但是,如果他沒有生吞你,反而是用一雙閃閃發光的眼睛看著你,那麼,這個老師肯定是加入過盤他瑞門派的。
因為,在他們這個門派看來,喜馬拉雅山確實是液體,這個數學模型叫做De=τ/T。
τ是指一個物體改變形狀所需要的時間。
T是指觀察這個物體的時間。
而底波拉數則是判斷這個物體是固體還是液體的根本數值。
如果底波拉數<1,那就證明它是流體,而底波拉數越大,則證明它更接近非牛頓流體和固體。
所以,喜馬拉雅山到底是不是液體,這得看你的觀測時間T。
以人類的時間尺度來看,T只有幾十年,而τ有幾千萬年那麼大,所以底波拉數非常大,喜馬拉雅山顯然是固體。
但是,如果以地球的時間尺度來看,T有幾十億年,而τ只有幾千萬年,所以底波拉數<1,顯然,喜馬拉雅山是液體。
當然,喜馬拉雅山是液體,這也不是理論空想,比如,從大陸漂移的證據來看,喜馬拉雅山確實是在流動的。
只不過我們人類的T短,感覺不到而已。
同樣的道理,這顆水球,也可以是固體。
因為,從每秒上萬幀的高速攝影尺度來看,它剛剛被砸破的那一瞬間,保持了短暫的固體形態,只不過時間太短,對人類來說無法感知,我們就把它忽略了,但事實上,它和喜馬拉雅山一樣,在某個時間尺度上,都是固體,也都是液體。
這就是流變學的世界觀,我們初步瞭解以後,就能繼續看法丁是如何證明貓咪是液體的了。
液體貓咪
法丁說,這項研究的起因是因為2014年的時候,有一本動物雜誌(Bored Panda)列舉了《貓咪是液體的15個證據》
這15個證據使用了不同品種的貓咪和各種各樣的容器,最終證明,貓咪可以讓自己變成容器的形狀,並且沒有明顯的體積變化,這是液體的基本特性。
這篇研究在當時引起了廣泛關注,尤其是這幅小貓蜷在高腳杯裡的畫面。
很多人都抨擊雜誌,說他們虐待動物,是把小貓固定在容器中餵養,才長著這種恐怖的形狀。
但事實上,真正養過貓的人,應該都有體會,貓咪真的能變成液體,比如這個下樓梯的影片,很顯然,這是一隻液體貓咪正在從樓上流下來。
接著,法丁使用了這樣一段實驗影片舉例。
他說,注意看,貓咪液化灌滿整個魚缸的時間大概是5秒,而我們觀察它的時間是60秒。
所以,這一時刻,貓咪的底波拉數=5/60,小於1,是液體。
還比如,這隻長毛貓,不僅是底波拉數小於1的液體形態,它的長毛迅速膨脹,充滿了整個容器,膨脹,是氣體的特性。
所以,在這個特例中,貓咪甚至表現出了氣體的性質。
但是,如果我們把觀測時間延長,又會發現,很多時候,貓咪在奔跑,在跳躍,這個時候,它的底波拉數>1,是固體。
所以,這證明,貓咪可以是液體,也可以是固體,取決於觀測者和觀測時間。
液體貓咪·證據二
另外,要充分證明貓咪是液體,就必須考慮液體的第二個特性,叫做主軸。
就是說,流動的液體,通常會有一個主要方向,在這個主要方向上的流動,是不需要容器也能夠形成的。
於是,法丁引用了這樣一些照片,比如,在水槽裡沿主軸方向攤開的貓咪。
還有這個沿著主軸方向,在地面和貓籠之間攤開的貓咪。
還有這隻被主人擰起來,沿主軸方向被拉得像披薩一樣細長的貓咪。
甚至還有這種在晾衣杆上沿主軸耷拉的貓咪。
再比如,這隻在非主軸方向上攤開的液體貓咪,流動性只延展了2-3倍,而在主軸上流動的貓咪,延展性高達5-6倍……
很顯然,這證明,液體貓咪存在一個流動性更好的主軸。
所以,這些主軸現象,也進一步證明了貓咪的液體屬性。
液體貓咪·證據三
繼續證明,液體還應該有親疏性。
比如,水和油無法相容,水和油就是相疏的關係。
而水可以在紙巾上迅速攤開,所以,水就是親紙巾的。
但水無法在荷葉上攤開,所以,水就是疏荷葉的。
那液體貓咪的親疏性如何呢?
法丁拿出了這樣一張照片,他說,這個竹籃子就是一個超級疏貓的表面,液體貓咪在竹籃表面呈現出一個接近球形的狀態。
這和水在荷葉表面呈現的狀態一致。
荷葉效應是因為粗糙的荷葉表面排斥光滑的水滴。
而法定說,他發現,貓咪的親疏效應,是因為它們粗糙的貓毛在排斥光滑的表面。
比如,法丁拿出了一個表面極端粗糙的例子,這隻貓咪在鐵柵欄當中,睡得很安詳,流體按主軸分開,很完美。
這證明,液體貓咪喜歡在粗糙表面攤開。
同時,法丁在實驗中還觀察到,貓咪更喜歡在地毯、枕頭和鍵盤等等粗糙表面攤開。
而如果碰到光滑的瓷磚表面,也會出現這種極端疏貓的情況。
分析到這裡,法丁又解釋了一個鏟屎官們經常碰到的詭異現象,那就是貓咪為什麼那麼怕水?
這是因為,水是一種極度光滑的表面,太疏貓了,貓當然不喜歡。
液體貓咪·證據四
在法丁的實驗中,液體貓咪還表現出了非牛頓流體的特性。
這個特性叫做屈服應力,也就是為什麼番茄醬難擠的原理。
比如,你擠番茄醬的時候,怎麼劑也擠不出來,於是,使很大勁兒,番茄醬會嘩啦一下全流出來……
這個突破極限的力量就叫做屈服應力,一旦給非牛頓流體用力過猛,那它就會立刻從固體變成液體。
而貓咪也是一樣,比如,小貓鑽到沙發縫或者鞋子裡的時候,你很難把它拿出來的。
真的就和你擠番茄醬一樣,怎麼用力都不出來,而一旦用力姿勢正確,它會嘩啦一下全流出來。
液體貓咪·證據五
論證還沒有結束,因為,液體還必須滿足一個很嚴格的要求,那就是湍流。
也就是,當液體形變的速率足夠大的時候,會出現混亂的運動。
比如,漩渦就是一種湍流。
那貓咪是否能滿足湍流原則呢?
法丁拿出了這樣兩個例子,一個是貓咪在瓶子裡飛快旋轉的畫面,這顯然符合湍流原則。
另一個是小貓亂按鍵盤,被主人關在瓶子的圖片,很顯然,在瓶子裡的小貓轉了幾圈以後探出頭。
這符合湍流的包軸效應(Weissenberg effect)。
也就是這種隨著湍流加快,液體會開始爬杆的神奇效應。
看來所有貓咪是液體的證據都找到了。
法丁在論文的最後說,貓咪是那種簡單的被動液體,它們是主動的,可以在沒有外界影響的情況下自主改變固液形態。
將來可能還有更細緻的貓咪流變學研究需要進行。
比如,貓咪的反正效應,也就是為什麼貓咪不管從多麼高的地方掉下來,總能在空中控制好安全姿態,四腳落地。
另外,也有日本專家指出,我們不能簡單的把貓咪看作一個孤立的流體系統,事實上,貓咪還能夠轉移和吸收周圍環境的壓力,比如,在日本,壓力過大的上班族可以去貓咪咖啡館,透過擼貓釋放壓力。
這就是法丁的獲獎研究。
——貓咪是液體。
可以鑽過7釐米的小洞,可以跟著掃地機一起流淌,甚至可以從櫃門縫當中很自然的流出來。
可以伸進管子,還可以這樣喝水,甚至讓我們懷疑《湯姆與傑瑞》究竟是動畫片還是紀錄片……
隨意變成一袋貓、一碗貓、一缸貓、一盆貓、一罐貓等等等等。
但是,貓咪為什麼能做到這種像沒有骨頭一樣的液體神功呢?
接下來的研究,就該生物學家上場了,故事大概是這樣的。
縮骨神功
生物學家說,貓咪在它那具小小的身體當中,隱藏了290塊骨骼,每塊骨頭都很靈活。
比如,貓咪的肩胛骨並不是固定在鎖骨上的,而是可以活動的,日本電臺曾經做過這樣一個實驗。
一個小箱子裡,只有一個8釐米寬的出口,貓咪過去先用鬍子量了一下,就知道自己能不能過。
但是,換一隻狗狗進來,很顯然,我們會發現,狗狗被自己的肩胛骨給卡住了。
甚至還有日本網友做過各種貓咪鑽洞的實驗,從20釐米一路減小,減小到8釐米的時候,貓咪都可以輕鬆鑽過去。
只是到了7釐米的時候,貓咪不太想鑽。
於是,網友把7釐米的縫隙換成這種凌空的角度,貓咪也能鑽過去。
再試試難度更高的凌空圓孔,從20釐米、15釐米、12釐米、再到11釐米,都沒問題,唯獨10釐米,貓咪不想試了。
但在另一個實驗中,我們看到貓咪在狹窄的迷宮裡蛇形前進,主人成功的把貓咪養成了蛇。
實在太厲害了。
理論上,貓咪全身最寬的地方是頭部,頭裡面有頭骨和下頜骨,但貓咪的下頜骨可以活動,頭骨又非常小,所以,這就讓它很適合鑽洞。
再就是肋骨和胸骨。
當貓咪還是小奶貓的時候,它的26塊肋骨和8塊胸骨也都是可以活動的,這也就是為什麼小奶貓喜歡鑽沙發的真正原因。
只有到了成年以後,胸骨會慢慢硬化成一塊,稍微降低它們的液化能力。
接著是貓咪的頸椎、胸椎和腰椎。
貓咪的這些骨頭的縫隙非常大,而且貓咪整條脊椎上面,有44-58塊骨頭,人類只有26塊。
這些又多又松的脊椎骨,就可以讓貓咪可以把脊椎拉的特別長,甚至可以180度轉身,或者輕鬆擺出各種詭異扭頭的造型。
鑽盒子
貓咪為什麼喜歡鑽盒子?
如果你從小養貓,可能早就發現了,越是小貓,越喜歡往盒子、沙發縫、鞋子等等又小又黑的地方鑽。
這其實是貓咪從恐龍時代就養成的生活習慣。
6600萬年前,那顆隕石滅絕了非鳥恐龍,把整個地球的生態結構全部改變了。
於是,有一種叫做細齒獸(Miacids)小型哺乳動物開始崛起。
有一部分生物學家認為,細齒獸就是今天貓咪的最原始祖先,而且細齒獸還是整個食肉目的祖先。
食肉目主要包括犬型亞目、熊型下目、鰭足類和貓型亞目。
也就是說,貓咪、狗狗、熊貓、海獅,它們6000萬年前都是一家。
那個時候,恐龍剛剛滅絕,細齒獸繼續在樹上生活,喜歡吃肉,只有一隻貓的大小。
白天躲在樹洞裡睡覺,晚上出來抓點小動物、小蟲子充飢。
就這樣又過了2000萬年,有一部分細齒獸覺得實在太憋屈了,它們要變大,要去填補肉食恐龍們在陸地上留下的權力真空。
於是,它們變得越來越像狗,這就是,犬型亞目。
犬型亞目繼續變大,這就是熊型下目。
熊型下目還能變大,這就是退了毛跑到海里的鰭足類,也就是各種海獅、海象、海豹這類分也分不清楚的動物。
當然,熊型下目裡也有變小的一波,它們就成了浣熊、臭鼬這一類鼬科動物。
而當年那些沒有下樹,或者下樹稍晚一些的細齒獸就變成了貓型亞目。
貓型亞目也會變大,這就是現在的靈貓,它們至今沒有下樹。
還有獴,這是下了樹的品種,獴當中又有一個特大號的傢伙,叫做鬣狗,所以,鬣狗,其實是貓。
當然,鬣狗也不是最大的貓。
幾萬年前,貓型亞目當中還出現過一種能獵殺猛獁的巨獸——劍齒虎。
劍齒虎長得實在太大了,需要的獵物越來越多,最後硬是沒有熬過冰河期,滅絕了。
反而是稍小一點的獅子、老虎,取代劍齒虎統治了陸地。
這就是貓型亞目底下的貓科。
當然,貓科當中也不僅僅只有獅子、老虎這種大型玩家。
還有貓咪,科學家們曾經評選過一個地球上最致命的猛獸。
你絕對想象不到,第一名竟然是這種叫做黑足貓的小野貓……
它們一晚上捕捉的獵物數量,能抵得上獵豹六個月的收穫,平均50分鐘就能成功捕獵一次。
捕獵成功率高達60%,是獅子的3倍。
但是,黑足貓也有一個致命的弱點,那就是體型太小了,很顯然,如果被大型動物捕食,它是不可能取勝的。
怎麼辦呢?
於是,貓咪的採用了隱藏策略。
白天鑽到樹洞、地穴和石縫這種特別狹小的地方躲起來睡覺,晚上再出來捕食。
這是他們從細齒獸時代就開始,練了6000多萬年的絕技,相當厲害。
這也就是為什麼貓咪都喜歡鑽盒子的真正原因,甚至連一些大貓也都有這種祖先的記憶。
所以,當你看到貓咪正在用非常誇張的液體姿勢睡覺的時候,千萬不要去打擾它,這是它最放鬆警惕的狀態,證明它很信任周邊的環境。
在野外,貓咪通常會以這種起跑姿勢睡覺,時刻準備逃跑。
總結一下,食肉目從細齒獸那裡開始,貓咪一條路走到黑,全部點敏捷,所以才練就了這身液體神功。
而狗狗點了群攻技能,熊喜歡點力量,而海獅則活生生的把自己點成了一條魚……
神秘貓腦
關於貓咪為什麼能液化,可能還和它們那顆神秘大腦有關。
本來,貓的大腦非常小,只佔體重的0.9%,而且只有7.6億個神經元。
但是,這顆小腦子卻要消耗全身五分之一的血液去供能。
這就非常奇怪了,就拿人類說,我們的大腦佔體重的2.3%左右,有860億個神經元,擁有情感、邏輯、語言、藝術等等獨一無二的超能力,也只使用了全身血液五分之一的能量,和貓咪是同一個水平。
這也就相當於,我們用20%的功率驅動了一臺量子大腦。
而貓咪竟然也有20%的功率驅動了一臺486大腦。
這是為什麼呢?
有人說,貓咪的大腦在時刻不停的計算著它身體上每一塊骨骼和肌肉的位置。
為什麼貓咪站得越高越不會踩空?
為什麼都說貓咪有九條命?
為什麼貓咪可以精準跳躍,捕食小鳥?
這其實都是貓咪大腦在瘋狂計算的結果,它們協調每一塊骨骼和肌肉,讓自己變成一灘優美的液體,然 後,再在一瞬間固化,完美緩衝落地。
瑜伽與貓
據說,瑜伽剛剛在古印度起源的時候,古代瑜伽士們從貓那裡學到了很多知識。
比如,他們發現,人類和貓一樣,都會在睡覺的時候進入一種低血壓的鬆弛狀態。
本來,人類想要在睡醒後喚醒肌肉,伸懶腰是本能動作。
但是,古代瑜伽士們觀察到,貓咪伸懶腰的姿勢好像更加高效。
於是,他們就開始學習貓咪的姿勢,做瑜伽。
果然,頓時就覺得肌肉和大腦都被喚醒了。
這個動作,其實也是人類從貓咪那裡學來的獨門絕技,可以迅速喚醒肌肉,提高供血。
你要是昏昏欲睡,或者大腦轉不動的時候,可以試試,保證瞬間清醒。
貓的瑜伽功夫很厲害,甚至古代瑜伽士們都認為,貓是某種天生就得的梵我合一的神奇動物。
包括很多生物學家也說,貓是地球上自然進化出來最完美的物種,它們早就用身體的液化神功掌握了與自然融為一體的黑科技。
它們是能與大自然溝通的精靈。
而人類,至今沒有馴化貓,就像我們沒有徵服自然一樣。
很可能是大自然和貓,馴化了人類,你無腦愛貓,可能就是一種天生對大自然的崇敬吧。
好了,今天的故事就分享到這裡,謝謝大家。
最後夫人說,你不用分析那麼多,喜歡擼貓是沒有理由的。
(完結)