动物杂技背后迷人的物理学:从猫到壁虎

猫会扭动身体,蛇会滑行,它们会利用和协调物理定律。科学家们正在研究如何做到这一点。

来源:ZME科学
信用:塔夫茨大学。

艾萨克·牛顿(Isaac Newton)只有学习猫就永远不会发现运动定律。

假设您握住猫,肚子,然后将其从二层窗户上掉下来。如果猫只是一种遵守牛顿运动规则的机械系统,则应该落在其背上。 (好的,有一些技术性 - 像这样应该在真空中进行,但现在忽略了这一点。)相反,大多数猫通常会通过在下降到脚下来避免受伤。

大多数人并没有被这个技巧迷惑 - 每个人都看过视频证明了猫的杂技能力。但是,在一个多世纪以来,科学家一直想知道猫如何做的物理学。显然,正如诺贝尔奖获得者弗兰克·威尔克泽克(Frank Wilczek)在最近的一篇论文中指出的那样,将猫掉为机械系统的数学定理将掉落的猫作为机械系统失败。

活猫失败

“该定理与实际生物猫无关,”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,并且可以“消耗存储的能量……赋予机械运动能力”。

然而,物理定律确实适用于猫以及其他每种动物,从昆虫到大象。生物学不能避免物理学;它包含它。从微观尺度上的摩擦到水和空气中的流体动力学,动物利用物理定律奔跑,游泳或飞行。从呼吸到建筑避难所的动物行为的其他所有方面都取决于物理学所施加的限制和机会。

“活生物体是……系统,其动作受到多个长度尺度和时间尺度的物理的限制,”詹妮弗·里斯(Jennifer Rieser)和合着者在当前的《凝结物理学》年度评论时写道。

凝结物理学的年度审查。 凝结物理学的年度审查

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本文最初出现在可知的杂志上。

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