喵星人高空落地时姿态的研究： 基于猫动力学的解释

摘要：众所周知，喵星人是与人类（铲屎官）关系十分密切的动物（主子），人喵共存的历史据说可以追溯到10,000年以前。猫咪不仅是人类亲密的朋友，有时甚至被当做神膜拜。猫脑内中枢神经与平衡和运动相关的部分相当发达，以至于不少地区都有“猫有九条命”的说法。本文基于经典力学原理，结合詹姆斯·克拉克·麦克斯韦早年的研究思路，创造性地利用猫动力学，科学解释了喵星人高空落地时姿态的成因，同时为人类对此现象的和平利用提供了思路。

关键词：喵星人  角动量  猫动力学  经典力学

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引言

作为一种在世界范围内广受欢迎的活动，人类撸猫可以追溯到10,000年以前[1]。分类学上，猫（学名：Felis silvestris catus）通常指家猫，为小型猫科动物，是野猫（Felis silvestris）中的亚种[2]。猫咪在不少地方被视为神明（及主子），据说可以为人们带来财富和好运。

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人与喵星人之间的亲密关系是人与动物和谐相处的最佳典范~

此外，由于猫咪脑内中枢神经有关平衡与运动部分的神经相当发达，所以从离地八九米高度的地方坠落往往还可以安全着地，所以在不少地方都有“猫有九条命”的说法。

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关于猫咪到底有多少条命，似乎世界范围内并没有定论。在大多数国家，人们相信猫咪有九条命，但在意大利、德国、希腊、巴西和不少讲西班牙语的地区[3,4]，猫咪就只有七条命了。更有甚者，在土耳其等阿拉伯地区，猫咪被认为只有六条命[5]。

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猫动力学研究：麦克斯韦的早期工作

由于猫咪身上众多不可思议的特性，人们对于猫咪的研究在很早之前就已经展开。而经典力学的创立，为研究猫提供了科学的工具。

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人们对于猫有九条命的一种解释

说起对于猫咪的研究，麦克斯韦可以算得上是先驱。1879 年11 月，著名物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦逝世。4 个月后，苏格兰物理学家彼得·格思里·泰特（P. G. Tait，他是麦克斯韦的发小）在Nature杂志上撰文，热情称颂了麦克斯韦的成就。

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詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831~1879），苏格兰数学物理学家。麦克斯韦被普遍认为是十九世纪物理学家中对后世影响最大的一位。他的理论为狭义相对论和量子力学打下了基础，是现代物理学的先声。在麦克斯韦百年诞辰时，爱因斯坦盛赞了麦克斯韦的工作，称其为“自牛顿时代以来的一次最深刻、最富有成效的变革”。

P. G. Tait. Clerk Maxwell’s Scientific Work. [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百年科学经典第一卷（修订版）精装本. 北京：外语教学与研究出版社，2015：512-531.

不过就在这篇文章里，泰特提到了麦克斯韦在读大学时的一桩趣事——

“麦克斯韦在读本科期间做了一个实验，虽然从某种程度上说这是一个生理学实验，但是它也和物理学密切相关。实验的目的是解释为什么猫在落地的时候总是能保持脚先着地。实验中他把猫轻轻地抛到毯子上，抛掷时，让猫具有不同的初始转动。麦克斯韦得到了满意的结果：猫在空中的时候，本能地利用了角动量守恒。如果给它的初始转动过快，它就会把身体伸展开，避免头先着地；相反地，如果给它的初始转动过慢，它就会缩成一团，最后总是能避免头先着地。[6]”

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懂角动量守恒的喵星人

VS

不懂角动量守恒的地球人

虽然麦克斯韦已经对于喵下落时的运动姿态做了提纲挈领式的诠释，但在笔者看来毕竟语焉不详（不然这篇推文岂不是毫无卵用了