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动物会使用物理现象吗?让我们来数一数
猫扭动身体,蛇滑行,利用并协调物理定律。科学家正在研究如何做到这一点。
来源:可知 Magazine如果艾萨克·牛顿只研究猫,他永远也不会发现运动定律。
假设你把一只猫举起来,肚子朝上,然后从二楼的窗户扔下。如果猫只是一个遵循牛顿物质运动定律的机械系统,它应该会仰面落地。(好吧,这有一些技术细节——比如这应该在真空中完成,但现在先忽略它。)相反,大多数猫通常会通过在落地过程中扭动身体以四脚着地来避免受伤。
大多数人都不会对这个技巧感到困惑——每个人都看过证明猫杂技能力的视频。但一个多世纪以来,科学家们一直在思考猫是如何做到这一点的物理原理。显然,正如诺贝尔奖获得者弗兰克·威尔切克在最近的一篇论文中指出的那样,将猫的下落作为机械系统进行分析的数学定理不适用于活猫。
不适用于活猫“这个定理与真正的生物猫无关,”麻省理工学院理论物理学家 Wilczek 写道。它们不是封闭的机械系统,可以“消耗储存的能量……增强机械运动”。
尽管如此,物理定律确实适用于猫——以及从昆虫到大象的所有其他动物。生物学并不回避物理;它拥抱它。从微观尺度上的摩擦到水和空气中的流体动力学,动物利用物理定律来奔跑、游泳或飞翔。动物行为的所有其他方面,从呼吸到建造庇护所,都在某种程度上取决于物理学施加的限制和允许的机会。
“生物体是……其行为受到多个长度尺度和时间尺度的物理约束的系统,”Jennifer Rieser 和合著者在最新一期的《凝聚态物理年鉴》中写道。
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