猫如何在空中自由转身

陕西科技报
  经常能看到猫咪在玩耍的时候,背朝下、脸朝上不小心翻落。没想到猫咪灵巧地、迅速地在空中翻过身来,四脚着地稳稳地落在了地上。
  能在空中自由转身的“体操冠军”
  这有趣的一幕是很多人在日常生活中都遇见过的。它们能够在空中自主地、快速地转动身体,从而实现四脚着地,这大大缓冲了从空中掉落下来而产生的重力。而且,猫翻转过身体后,通常会将四肢伸展开,这也能够最大限度地形成空气阻力,从而对下降的力度、速度进行缓冲。因此,即便不慎从高处坠落,猫也通常不会死。
  1984年,法国的科学家马雷通过专业设备,首次将猫自空中降落的过程拍摄下来,然后,通过专业测速设备对这一过程进行了精准分析后,他发现,猫在降落过程中翻转身体的速度是非常快的,仅需1/8秒即可完成。
  如何实现在空中自由转身的呢?
  一种解释是“弯脊椎”理论。当猫在空中落下时,它们首先会将整个身体向中间弯曲,随后其脊椎开始向各个不同方向弯曲,这种不同方向的力量汇集在一种,最终能使猫的前半身翻转180°。此时,借助于前半身翻转的力量,猫的后半身就能够自然而然地产生一种与这一力量的方向、大小都全然相反的动量矩,借助于这一力矩的力量,猫的身体就能够被整个拉转过来,实现四脚朝地。
  为了验证这一“弯脊椎”的假设是否合理,1969年,美国的力学教授凯恩专门做了一项实验。他找到一只死去的猫,把它的身体分割成14块,分别测出了每一块的质量,将这些数据都输入电脑。之后,他使用“弯脊椎”理论的数学模型,借助电脑程序进行了运算,并将运作结果以电脑仿真技术模拟出画面。最终输出的图形表明,当猫的前半身翻转一周时,其整个身体能够借助这一翻转产生的力量反向转动,并且最终能够转动180°。这一运作结果,与马雷通过高速摄像机拍下的猫在下落过程中真实转身的画面完全吻合。正因为如此,“弯脊椎”开始成为目前公认的、能合理解释猫为何能在空中转体的唯一理论。