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有一个关于“猫是液体”的说法，想来不可思议吧？事实上，这并不是玩笑话。2017 年，搞笑诺贝尔物理学奖得主 M.A. Fardin 从流变学的概念出发，讨论了猫的物理状态，即物质可以根据时间表现为固体或液体，关键是观察的时间长度，也就是通过“德博拉数（Deborah Number, De）”来衡量，这一参数最早由以色列理工学院教授马库斯·莱纳所提出，是衡量流体粘弹性的参数之一。
猫是“液体”。图片来源：Treplus Communities
短时间内，猫像固体，由于它保持形状稳定；长时间内，猫像液体，可以慢慢流动并适应容器的形状，比如一只猫可以“流动”进一个碗里。
喜欢钻进箱子里的小猫。图片来源：图虫创意
科学家还观察了猫在不同表面上类似液体的行为，比如猫在粗糙表面上会“铺开”，在光滑表面上会“滑动”。总的来说，猫作为一种“主动流体”，可以本身移动和调整形状，不像普通的被动流体需要外力推动，这让它们的流动行为更加复杂。
人为什么不能自由钻行？
猫呈现液体的条件是它的身体充足柔软，但对于人类来说，头能钻已往，身子却不一定能已往（此处提醒各人不要随便钻铁栅栏）。而对于猫来说，头能钻已往，身子就一定能已往，重要缘故原由是人有锁骨，肩膀的宽度由锁骨的长度和位置决定，这个结构在人体中是固定的。
猫的锁骨。图片来源：参考文献[2]
然而猫的锁骨根本退化，不像人类有明显的锁骨。因此，没有了锁骨的限制，猫可以在一定程度上压缩身体，表现出“流动性”，这也是它们能“挤”过狭小缝隙的缘故原由。另外，猫的脊柱包罗30块椎骨，比人类的脊柱少几块。
x光下猫的脊椎。图片来源：参考文献[4]
通过对猫的X光分析和角度测量，研究人员发现猫的脊柱在扭转方面（绕着脊柱纵轴的旋转运动）有着极高的机动性，尤其是胸椎中段（T4 至 T11）的扭转范围非常广。实行中测量了猫脊柱在最大扭转时的角度变化，发现扭转角度接近180度。
而且脊柱椎骨之间的间隙较大，而且猫的椎间盘非常柔软，有助于脊柱的极大可动性。这种结构答应猫的脊柱在前后弯曲时产生更大的弧度，提供了类似“弹簧”的效果，使得它们可以大概快速扭转或跳跃，也可以大概钻过更小的空间。
除此之外，肌肉和韧带的机动也很重要。1981年，科学家做了一个实行，让猫尽可能地跳高，进而观察它的肌肉是如何工作的。于是发现，在跳跃等运动中，猫的后肢肌肉如半腱肌、腓肠肌和趾长伸肌等都会表现出高度协调的运动。这些肌肉在跳跃过程中通过电肌图（EMG）记录其活性，表现它们在准备阶段和发力阶段的不同反应。
该实行还测量了猫后肢在跳跃中的地面反作用力，并分析了髋、膝和踝关节的角度变化。这些数据表明，猫的关节在整个运动过程中保持极大的运动范围，从而资助它们到达最大跳跃高度。猫的肌肉和韧带非常机动，这有助于它们在狭小空间中调整身体姿势。
猫知道本身是“液体”吗？
猫从抽屉里钻出来。图片来源：图虫创意
在2024年的一个实行里，Péter Pongrácz 搭建了一个特殊的实行装置，类似于一个逐渐变窄的门框。他们召集了30只不同年龄、大小和品种的家养猫。
这些猫即将面对一系列逐渐变窄的开口，而科学家们则要通过观察，找出猫是否具有对本身体型的精确意识——也就是说，猫是否会提前判定本身能不能通过这个越来越小的开口，大概它们是否依赖“试一试”的方式。
开口示例。图片来源：参考文献[1]
然而，实行并非一帆风顺，猫在实行里是出了名的“难搞”。在一次实行里，Pongrácz 发现猫逃进了通风管道里。想象一下，科学家们准备好了一切，精心设计了一个局促的开口，猫的主人站在另一边，用它最喜欢的小零食吸引它，但猫却无动于衷，反而开始舔本身的爪子，像在嘲笑这些“愚蠢的”人类。毕竟，猫参与实行的唯一规则是——除非它们本身想！
早先，开口充足宽，几乎所有的猫都能轻松通过。然而，当开口逐渐变窄时，一些猫开始停下脚步，它们仔细观察局促的通道，有些选择了实验，有些则转头寻找其他路线。
科学家们注意到，猫在面对局促但高度充足的开口时，并不会立即做出判定，而是靠近开口进行“试探”。它们的鼻子和胡须轻轻触碰开口的边沿，似乎在评估可否通过。研究人员观察到，在宽度为12厘米时，约有70%的猫选择实验通过，但在宽度缩减到7厘米时，这个比例迅速下降到15%。显然，开口的宽度在10厘米以下时，猫会变得更加谨慎，随着实行进行，开口的高度也逐渐降低。
当它们认为本身有可能通过时，会大胆前进，身体微微压缩，机动地钻过开口。然而，当开口变得过于局促时，体型较大的猫更倾向于停下来，放弃实验。这时，猫开始显现出对自身体型的意识。
令人惊讶的是，猫在面对高度不足15厘米的开口时，表现出更多的犹豫。科学家们记录了它们的行为：在开口高于20厘米时，几乎所有的猫都会继续实验通过，但当高度降低到15厘米时，超过80%的猫停下了脚步，表现出显著的犹豫，部分猫乃至选择绕过障碍，大概放弃实验，等待进一步的指示。
在观察过程中，科学家们还发现了一些个体差别：较年轻的猫和体型较小的猫在通过局促开口时显得更加大胆，而年龄较大或体型较大的猫则表现得更为谨慎。
从体重数据平均来看，体重超过5千克的猫在面对宽度小于9厘米的开口时，更容易选择放弃实验；而那些体重低于4千克的猫，即便开口缩小到6厘米，也有超过一半的猫会选择实验通过。换言之，在一些环境下，猫真把本身当“液体”，可以随意通过任何口子。
简单来说，如果说猫是一种“液体”，那它们也只有一个维度，是一种限高不限宽的液体。
小猫从空隙里钻出来。图片来源：Youtube 用户发布内容截图
结语
面对同样的问题，狗的处置惩罚方式却完全不同。几年前，Pongrácz 招募了一些狗参与同样的实行。研究表现，狗在遇到不得当通过的小开口时，会减速并犹豫是否通过，有时会选择绕道。狗表现出明显的身体意识，会根据开口大小，在接近开口时做出决定。
这种对比说明白两种动物在体型意识上的差别，狗倾向于依赖更强的体型认知，特别是在面对狭小的环境时；而猫则更多依靠机动性和试探计谋来应对局促的空间。按 Pongrácz 的话来说，“猫可能是液体，但它们也知道什么时候停止流动。”
参考文献
[1]Pongrácz P. Cats are (almost) liquid!—Cats selectively rely on body size awareness when negotiating short openings[J]. iScience, 2024.
[2]Zajac F E, Zomlefer M R, Levine W S. Hindlimb muscular activity, kinetics and kinematics of cats jumping to their maximum achievable heights[J]. Journal of Experimental Biology, 1981, 91(1): 73-86.
[3]Fardin M A. On the rheology of cats[J]. Rheology Bulletin, 2014, 83(2): 16-17.
[4]Macpherson J M, Ye Y. The cat vertebral column: stance configuration and range of motion[J]. Experimental brain research, 1998, 119: 324-332.
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出品丨科普中国作者丨苏澄宇监制丨中国科普博览责编丨董娜娜审校丨徐来 林林
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来源：https://view.inews.qq.com/k/20240927A010G600
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