猫到底是固体还是液体？

来源:澎湃新闻 2020-09-04 07:02 https://www.yybnet.net/

现在吸猫已经成为了男女老少的一个永恒话题。家里有猫的整日抱着猫吸，日渐消瘦；家里没猫的抱着手机隔空吸屏幕里的可爱小猫咪。试问，谁不想家里有一只可爱的小猫咪呢？

不只是我们普通人会被猫迷得神魂颠倒，学识渊博的科学家们也扛不住猫主子的软萌。纷纷打着吸猫的旗号做研究。比如“虐猫”达人欧文·薛定谔著名的量子力学思维实验——“薛定谔的猫”；物理学家麦克斯韦的丢猫实验；麻省理工副教授罗曼·斯托克研究小猫咪喝牛奶等等。

无独有偶，在对猫咪的研究上没有最过分，只有更过分。法国里昂大学的研究者Marc-Antoine Fardin教授就通过研究猫是固体还是液体获得了2017年的IG 诺贝尔奖。关于猫咪是固体还是液体这个问题，我相信养过猫的都知道——这玩意儿绝对是液体。不想被你摸的时候，身体可以呈S型完美避开你的手；强行抱在怀里的时候稍不注意就流掉了。而Marc-Antoine Fardin教授则通过流变学实实在在的证明了“猫既可以固体，也可以是液体。”固体是物质的一种聚集状态。有比较固定的体积和形状、质地比较坚硬。

液体它没有确定的形状，往往受容器的影响。但它的体积在压力及温度不变的环境下，是固定不变的。（是不是越看越像家里的猫）而流变学研究的是在外力作用下，物体的变形和流动的学科，研究对象主要是流体，还有软固体或者在某些条件下固体可以流动而不是弹性形变。流变学中有一个无量纲量——德博拉数（Deborah number），用来描述在特定条件下，物体的流动性。

德博拉数De = 材料的特征弛豫时间/过程进行时间 = 松弛时间/观察时间。德博拉数的数值远大于一（De >> 1）将表示固体，而比一小（De << 1）则表示液体。

Marc-Antoine Fardin教授通过分析大量猫咪的行为学（确定不是变相吸猫嘛？）推断出猫的标准特征流动时间在1秒钟——一分钟之间，并且猫咪的年龄会很大的影响弛豫时间，年纪越大的猫弛豫时间会越长，可以达到几个小时。怎么理解呢？可以这么说，在短时间尺度上，猫咪在站立、跳跃、行走时可以被认为是固体；而在长时间尺度上，当一只猫窝在箱子里、盆子里、杯子里时，这只猫就处于流体状态了。固态的猫大家都见怪不怪了，下面是带领大家一起欣赏液态猫咪的时间：不过，猫的弛豫和扩散时间不足够支撑跟该研究相关的所有动力学。比如生物本身具有自身的动力，这可能导致研究样本自发旋转。

同时小猫咪自由散漫的性格也会对研究结果造成影响，当它们处于很舒适的状态下，身体的延展性会得到加强。尽管Marc-Antoine Fardin教授在“关于猫的流变学”一文中的分析结果并没有给出一个非常确定的答案，但他的努力还是为更详细的猫属猫科研究方向奠定了基础，诸如“不同品种的猫是否会产生不同的流体状态”这样的说法。总之，大多数铲屎官对于小猫咪产生的一系列迷惑行为都不要感到惊讶，只不过是常规操作罢了。而随着科技的发展，人类已经逐渐意识到猫咪世界的物理学与我们所接受的常识完全不同，虽然猫本身的构成并不具备自成一派的特性，但只要当你开始接近小猫咪，它们身体就会开始发生奇妙的变化。要问具体是什么？是魔法，都是魔法。