貓真的是液體嗎？科學(xué)家：我有證據(jù)！

?有一個關(guān)于“貓是液體”的說法，想來不可思議吧？事實(shí)上，這并不是玩笑話。2017 年，搞笑諾貝爾物理學(xué)獎得主 M.A. Fardin 從流變學(xué)的概念出發(fā)，討論了貓的物理狀態(tài)，即物質(zhì)可以根據(jù)時間表現(xiàn)為固體或液體，關(guān)鍵是觀察的時間長度，也就是通過“德博拉數(shù)（Deborah Number, De）”來衡量，這一參數(shù)最早由以色列理工學(xué)院教授馬庫斯·萊納所提出，是衡量流體粘彈性的參數(shù)之一。

貓是“液體”。圖片來源：Treplus Communities
 

短時間內(nèi)，貓像固體，因?yàn)樗３中螤畈蛔?；長時間內(nèi)，貓像液體，可以慢慢流動并適應(yīng)容器的形狀，比如一只貓可以“流動”進(jìn)一個碗里。

喜歡鉆進(jìn)箱子里的小貓。圖片來源：圖蟲創(chuàng)意

科學(xué)家還觀察了貓在不同表面上類似液體的行為，比如貓在粗糙表面上會“鋪開”，在光滑表面上會“滑動”?？偟膩碚f，貓作為一種“主動流體”，可以自己移動和調(diào)整形狀，不像普通的被動流體需要外力推動，這讓它們的流動行為更加復(fù)雜。

人為什么不能自由鉆行？

貓呈現(xiàn)液體的前提是它的身體足夠柔軟，但對于人類來說，頭能鉆過去，身子卻不一定能過去（此處提醒大家不要隨便鉆鐵柵欄）。而對于貓來說，頭能鉆過去，身子就一定能過去，主要原因是人有鎖骨，肩膀的寬度由鎖骨的長度和位置決定，這個結(jié)構(gòu)在人體中是固定的。

貓的鎖骨。圖片來源：參考文獻(xiàn)[2]

然而貓的鎖骨基本退化，不像人類有明顯的鎖骨。因此，沒有了鎖骨的限制，貓可以在一定程度上壓縮身體，表現(xiàn)出“流動性”，這也是它們能“擠”過狹小縫隙的原因。另外，貓的脊柱包含30塊椎骨，比人類的脊柱少幾塊。

x光下貓的脊椎。圖片來源：參考文獻(xiàn)[4]

通過對貓的X光分析和角度測量，研究人員發(fā)現(xiàn)貓的脊柱在扭轉(zhuǎn)方面（繞著脊柱縱軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動）有著極高的靈活性，尤其是胸椎中段（T4 至 T11）的扭轉(zhuǎn)范圍非常廣。實(shí)驗(yàn)中測量了貓脊柱在最大扭轉(zhuǎn)時的角度變化，發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角度接近180度。

而且脊柱椎骨之間的間隙較大，并且貓的椎間盤非常柔軟，有助于脊柱的極大可動性。這種結(jié)構(gòu)允許貓的脊柱在前后彎曲時產(chǎn)生更大的弧度，提供了類似“彈簧”的效果，使得它們能夠快速扭轉(zhuǎn)或跳躍，也能夠鉆過更小的空間。

除此之外，肌肉和韌帶的靈活也很重要。1981年，科學(xué)家做了一個實(shí)驗(yàn)，讓貓盡可能地跳高，進(jìn)而觀察它的肌肉是如何工作的。于是發(fā)現(xiàn)，在跳躍等運(yùn)動中，貓的后肢肌肉如半腱肌、腓腸肌和趾長伸肌等都會顯示出高度協(xié)調(diào)的活動。這些肌肉在跳躍過程中通過電肌圖（EMG）記錄其活性，顯示它們在準(zhǔn)備階段和發(fā)力階段的不同反應(yīng)。

該實(shí)驗(yàn)還測量了貓后肢在跳躍中的地面反作用力，并分析了髖、膝和踝關(guān)節(jié)的角度變化。這些數(shù)據(jù)表明，貓的關(guān)節(jié)在整個運(yùn)動過程中保持極大的活動范圍，從而幫助它們達(dá)到最大跳躍高度。貓的肌肉和韌帶非常靈活，這有助于它們在狹小空間中調(diào)整身體姿勢。

貓知道自己是“液體”嗎？

貓從抽屜里鉆出來。圖片來源：圖蟲創(chuàng)意

在2024年的一個實(shí)驗(yàn)里，Péter Pongrácz 搭建了一個特殊的實(shí)驗(yàn)裝置，類似于一個逐漸變窄的門框。他們召集了30只不同年齡、大小和品種的家養(yǎng)貓。

這些貓即將面對一系列逐漸變窄的開口，而科學(xué)家們則要通過觀察，找出貓是否具有對自己體型的精確意識——也就是說，貓是否會提前判斷自己能不能通過這個越來越小的開口，或者它們是否依賴“試一試”的方式。

開口示例。圖片來源：參考文獻(xiàn)[1]

然而，實(shí)驗(yàn)并非一帆風(fēng)順，貓在實(shí)驗(yàn)里是出了名的“難搞”。在一次實(shí)驗(yàn)里，Pongrácz 發(fā)現(xiàn)貓?zhí)舆M(jìn)了通風(fēng)管道里。想象一下，科學(xué)家們準(zhǔn)備好了一切，精心設(shè)計了一個狹窄的開口，貓的主人站在另一邊，用它最喜歡的小零食吸引它，但貓卻無動于衷，反而開始舔自己的爪子，像在嘲笑這些“愚蠢的”人類。畢竟，貓參與實(shí)驗(yàn)的唯一規(guī)則是——除非它們自己想！

起初，開口足夠?qū)?，幾乎所有的貓都能輕松通過。然而，當(dāng)開口逐漸變窄時，一些貓開始停下腳步，它們仔細(xì)觀察狹窄的通道，有些選擇了嘗試，有些則轉(zhuǎn)頭尋找其他路線。

科學(xué)家們注意到，貓在面對狹窄但高度足夠的開口時，并不會立即做出判斷，而是靠近開口進(jìn)行“試探”。它們的鼻子和胡須輕輕觸碰開口的邊緣，似乎在評估能否通過。研究人員觀察到，在寬度為12厘米時，約有70%的貓選擇嘗試通過，但在寬度縮減到7厘米時，這個比例迅速下降到15%。顯然，開口的寬度在10厘米以下時，貓會變得更加謹(jǐn)慎，隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，開口的高度也逐漸降低。

當(dāng)它們認(rèn)為自己有可能通過時，會大膽前進(jìn)，身體微微壓縮，靈活地鉆過開口。然而，當(dāng)開口變得過于狹窄時，體型較大的貓更傾向于停下來，放棄嘗試。這時，貓開始顯現(xiàn)出對自身體型的意識。

令人驚訝的是，貓在面對高度不足15厘米的開口時，表現(xiàn)出更多的猶豫?？茖W(xué)家們記錄了它們的行為：在開口高于20厘米時，幾乎所有的貓都會繼續(xù)嘗試通過，但當(dāng)高度降低到15厘米時，超過80%的貓停下了腳步，表現(xiàn)出顯著的猶豫，部分貓甚至選擇繞過障礙，或者放棄嘗試，等待進(jìn)一步的指示。

在觀察過程中，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了一些個體差異：較年輕的貓和體型較小的貓在通過狹窄開口時顯得更加大膽，而年齡較大或體型較大的貓則表現(xiàn)得更為謹(jǐn)慎。

從體重數(shù)據(jù)平均來看，體重超過5千克的貓在面對寬度小于9厘米的開口時，更容易選擇放棄嘗試；而那些體重低于4千克的貓，即便開口縮小到6厘米，也有超過一半的貓會選擇嘗試通過。換言之，在一些情況下，貓真把自己當(dāng)“液體”，可以隨意通過任何口子。

簡單來說，如果說貓是一種“液體”，那它們也只有一個維度，是一種限高不限寬的液體。

小貓從空隙里鉆出來。圖片來源：Youtube 用戶發(fā)布內(nèi)容截圖

結(jié)語

面對同樣的問題，狗的處理方式卻完全不同。幾年前，Pongrácz 招募了一些狗參與同樣的實(shí)驗(yàn)。研究顯示，狗在遇到不適合通過的小開口時，會減速并猶豫是否通過，有時會選擇繞道。狗表現(xiàn)出明顯的身體意識，會根據(jù)開口大小，在接近開口時做出決定。

這種對比說明了兩種動物在體型意識上的差異，狗傾向于依賴更強(qiáng)的體型認(rèn)知，特別是在面對狹小的環(huán)境時；而貓則更多依靠靈活性和試探策略來應(yīng)對狹窄的空間。按 Pongrácz 的話來說，“貓可能是液體，但它們也知道什么時候停止流動。”

本文轉(zhuǎn)自于  新浪熱點(diǎn)