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前段时间大热的《惊奇队长》大家都看了吗?漫威史上首部猫片,萌宠小猫咪化身“噬元兽”,呆萌的外表下实则战斗力MAX。可萌可御,全场最佳。
好吧,毕竟是科幻电影,现实生活中的小猫咪是不可能突然张开血盆大口,从嘴里伸出多头触须把我们吞掉的。嗯......应该是不会吧?(突然地心虚是怎么回事)
尽管如此,喵星人们还是有着非比寻常的独特技能:它们真的可以变成液体。什么?这只是网上的搞笑梗,不足为信?如果我说这是有学者通过物理学理论证实的研究结果呢?
众所周知,液体是一种可以通过改变自身形状来适应容器的材质。先别急着问这跟猫有什么联系。我先问问你,有没有见过猫无论什么容器都可以被完美容纳,甚至不留一丝空隙的样子?或者猫不管躺在哪里好像都能融化的样子?再或者它们可以顺着一切往下流的样子?有没有觉得以上非常符合液体的性质?那你现在是不是真的要开始怀疑,猫到底是固体还是长着毛的液体?
既然产生了问题,就要解决问题,这一点来自法国里昂大学的研究者马克·安东尼·法尔丹就做得非常好。他在网上看到了很多“液体猫”的图片,在好奇心驱使下,他严肃地研究了这个课题,运用了流变学中的“底波拉数”,并在2014年发表论文,从学术的角度证明了“猫既可以是固体,又可以是液体”的理论。
马克·安东尼·法尔丹也凭借着他的这一研究获得了2017年的“诺贝尔物理学奖”,好吧,其实是“搞笑诺贝尔物理学奖”,并得到了十万亿的巨额奖金。是的,你没有看错,就是十!万!亿!不过......是津巴布韦币,折合人民币大约0.18元。虽然这个奖项看起来有点“山寨”,奖金也是真的很搞笑,但是你可不要小瞧了这个奖项。“搞笑诺贝尔奖”的主办方是科学幽默杂志《不可思议研究年报》,其初衷是表彰那些“乍一看很好笑,之后引人深思”的研究。颁奖典礼更是一场大联欢,每年在哈佛大学举行,颁奖嘉宾全是真正的诺奖得主,甚至,连负责拉幕布、扫舞台的,都是正经研究人员。法尔丹之所以会获奖,是因为即便“猫是液体”的梗由来已久,但以流变学的理论来研究、论证,他却是第一个。
言归正传,法尔丹的研究是怎么论证“猫既可以是固体,又可以是液体”的呢?上文也有提到,他主要运用了“底波拉数(De)”,这是流变力学中的一个无量纲,用来描述材料在特定条件下的流动性。其定义为弛豫时间(物质改变自身形态适应容器的时间)及观测时间尺度的比值。由于是用一个时间段去除以另一个时间段,所以這个比率是没有单位的。当De<1时,材料表现出似流体的力学响应;当De>1,材料表现出似固体的力学响应。换一个更通俗易懂的说法,也就是说确定某物质是否是液体,取决于我们观察该物质的时间长短是大于还是小于其弛豫时间。只要观察时间足够长,即使是最坚硬的物体(例如山)也会流动。流动特性不是一个材料本身的固有属性,而是一种相对属性。
把该定义运用到猫身上就可以得出法尔丹的结论了。即在短时间尺度上,一只站立、跳跃的猫,毫无疑问被认为是一只固态猫;而在长时间尺度上,如果一只猫占据了一个纸盒或者玻璃器皿,就可以认为这只猫是液体了。所以只要我们给猫咪足够的时间让它们成为“液体”,那猫就是液体。
除此之外,法尔丹还详细对比了猫在不同状态下的区别,得出“活泼好动的小猫比懒洋洋的老猫更能保持一些高难度动作”的结论。从猫的年龄来看,年龄小的猫与年龄大一些的猫的流动性是不同的。相对于小猫来说,年长的猫驰豫时间更长,甚至可以达到数小时。不同性格的猫同理,懒惰的猫与好动的猫相比驰豫时间更长。当然,除了猫的运动状态、年龄以外,马克还指出猫的流动性还跟它们所接触的表面有一定关系。比如是否产生荷叶效应(也叫自清洁效应,主要应用在物体表面,可以实现防水防油的效果)、皮毛的粗糙程度、与光滑表面的低亲和度或者在垂直表面上展现出的粘滞性......都会对猫的驰豫时间产生影响。
特别值得一提的是,猫毕竟是动物,不像其他流体(比如:水)一样表现出完全的被动性,因而它们的形态也是不稳定的。也许它瘫软在你怀里撒娇的时候是液态的,而嫌弃地从你怀里跳走的时候又立刻变成了固态;也许它灵活地从小小的笼子缝里逃走的时候是液态的,而它被你惹怒挠你一爪的时候又立刻变成了固态;也许它懒得走路蠕动着滑下楼梯的时候是液态的,而飞奔去跟邻居家的狗打架的时候又立刻变成了固态。
所以到底是固态还是液体,全看喵星人的心情。没错,猫就是这么神奇又傲娇的生物,反正无论是凝固的固态猫,还是流淌的液态猫,都是让“吸猫症”患者神魂颠倒的乖喵。难怪那么多人都自愿化身卑微的“铲屎官”,兢兢业业伺候喵主子。另外,有没有突然一下恍然大悟,为什么人们总说“吸猫”。
正如著名哲学家赫拉克利特的观点“万物皆流,无物常住”被视为流变学的座右铭一样,“万猫皆流,无猫常住”也应该被视为猫的座右铭。不管你看到的是一杯猫、一碗猫、一条猫还是一盆猫,都不要惊讶,这只能证明这个容器有幸被伟大的喵星人看上了,所以要钻它!
再说了,“噬元兽”吃个人都是“洒洒水”,钻个杯子而已,怎么了?
好吧,毕竟是科幻电影,现实生活中的小猫咪是不可能突然张开血盆大口,从嘴里伸出多头触须把我们吞掉的。嗯......应该是不会吧?(突然地心虚是怎么回事)
尽管如此,喵星人们还是有着非比寻常的独特技能:它们真的可以变成液体。什么?这只是网上的搞笑梗,不足为信?如果我说这是有学者通过物理学理论证实的研究结果呢?
众所周知,液体是一种可以通过改变自身形状来适应容器的材质。先别急着问这跟猫有什么联系。我先问问你,有没有见过猫无论什么容器都可以被完美容纳,甚至不留一丝空隙的样子?或者猫不管躺在哪里好像都能融化的样子?再或者它们可以顺着一切往下流的样子?有没有觉得以上非常符合液体的性质?那你现在是不是真的要开始怀疑,猫到底是固体还是长着毛的液体?
既然产生了问题,就要解决问题,这一点来自法国里昂大学的研究者马克·安东尼·法尔丹就做得非常好。他在网上看到了很多“液体猫”的图片,在好奇心驱使下,他严肃地研究了这个课题,运用了流变学中的“底波拉数”,并在2014年发表论文,从学术的角度证明了“猫既可以是固体,又可以是液体”的理论。
马克·安东尼·法尔丹也凭借着他的这一研究获得了2017年的“诺贝尔物理学奖”,好吧,其实是“搞笑诺贝尔物理学奖”,并得到了十万亿的巨额奖金。是的,你没有看错,就是十!万!亿!不过......是津巴布韦币,折合人民币大约0.18元。虽然这个奖项看起来有点“山寨”,奖金也是真的很搞笑,但是你可不要小瞧了这个奖项。“搞笑诺贝尔奖”的主办方是科学幽默杂志《不可思议研究年报》,其初衷是表彰那些“乍一看很好笑,之后引人深思”的研究。颁奖典礼更是一场大联欢,每年在哈佛大学举行,颁奖嘉宾全是真正的诺奖得主,甚至,连负责拉幕布、扫舞台的,都是正经研究人员。法尔丹之所以会获奖,是因为即便“猫是液体”的梗由来已久,但以流变学的理论来研究、论证,他却是第一个。
言归正传,法尔丹的研究是怎么论证“猫既可以是固体,又可以是液体”的呢?上文也有提到,他主要运用了“底波拉数(De)”,这是流变力学中的一个无量纲,用来描述材料在特定条件下的流动性。其定义为弛豫时间(物质改变自身形态适应容器的时间)及观测时间尺度的比值。由于是用一个时间段去除以另一个时间段,所以這个比率是没有单位的。当De<1时,材料表现出似流体的力学响应;当De>1,材料表现出似固体的力学响应。换一个更通俗易懂的说法,也就是说确定某物质是否是液体,取决于我们观察该物质的时间长短是大于还是小于其弛豫时间。只要观察时间足够长,即使是最坚硬的物体(例如山)也会流动。流动特性不是一个材料本身的固有属性,而是一种相对属性。
把该定义运用到猫身上就可以得出法尔丹的结论了。即在短时间尺度上,一只站立、跳跃的猫,毫无疑问被认为是一只固态猫;而在长时间尺度上,如果一只猫占据了一个纸盒或者玻璃器皿,就可以认为这只猫是液体了。所以只要我们给猫咪足够的时间让它们成为“液体”,那猫就是液体。
除此之外,法尔丹还详细对比了猫在不同状态下的区别,得出“活泼好动的小猫比懒洋洋的老猫更能保持一些高难度动作”的结论。从猫的年龄来看,年龄小的猫与年龄大一些的猫的流动性是不同的。相对于小猫来说,年长的猫驰豫时间更长,甚至可以达到数小时。不同性格的猫同理,懒惰的猫与好动的猫相比驰豫时间更长。当然,除了猫的运动状态、年龄以外,马克还指出猫的流动性还跟它们所接触的表面有一定关系。比如是否产生荷叶效应(也叫自清洁效应,主要应用在物体表面,可以实现防水防油的效果)、皮毛的粗糙程度、与光滑表面的低亲和度或者在垂直表面上展现出的粘滞性......都会对猫的驰豫时间产生影响。
特别值得一提的是,猫毕竟是动物,不像其他流体(比如:水)一样表现出完全的被动性,因而它们的形态也是不稳定的。也许它瘫软在你怀里撒娇的时候是液态的,而嫌弃地从你怀里跳走的时候又立刻变成了固态;也许它灵活地从小小的笼子缝里逃走的时候是液态的,而它被你惹怒挠你一爪的时候又立刻变成了固态;也许它懒得走路蠕动着滑下楼梯的时候是液态的,而飞奔去跟邻居家的狗打架的时候又立刻变成了固态。
所以到底是固态还是液体,全看喵星人的心情。没错,猫就是这么神奇又傲娇的生物,反正无论是凝固的固态猫,还是流淌的液态猫,都是让“吸猫症”患者神魂颠倒的乖喵。难怪那么多人都自愿化身卑微的“铲屎官”,兢兢业业伺候喵主子。另外,有没有突然一下恍然大悟,为什么人们总说“吸猫”。
正如著名哲学家赫拉克利特的观点“万物皆流,无物常住”被视为流变学的座右铭一样,“万猫皆流,无猫常住”也应该被视为猫的座右铭。不管你看到的是一杯猫、一碗猫、一条猫还是一盆猫,都不要惊讶,这只能证明这个容器有幸被伟大的喵星人看上了,所以要钻它!
再说了,“噬元兽”吃个人都是“洒洒水”,钻个杯子而已,怎么了?