猫咪们个个都是跑酷高手,即使在飞檐走壁时不慎摔落,大多数情况下也总能安全落地,所以大家常说“猫有九条命”。尽管猫咪不可能真的有九条命,但人们对猫咪的这种赞誉也表明,猫咪似乎的确身怀绝技,无论是以哪种姿态摔落下来,它们总是能够四脚着地,所以不容易受伤。
猫咪们到底是怎么做到安全落地的呢?关于这个“落猫”问题,许多科学家们表示很感兴趣。其中最著名的科学家当属麦克斯韦了。这位被誉为“仅次于牛顿和爱因斯坦”的英格兰数学物理学家不仅在电磁学领域拥有举世瞩目的成就,还对落猫问题颇感兴趣。他通过多次尝试发现,猫咪总能在电光火石间瞬时扭转身躯,安全着地。
当然,麦克斯韦做的这些科学小实验还不够严谨。1984年,法国科学家马雷发明了一支摄影枪,可以在1秒内连续拍摄12张照片。得益于这种新型的摄像技术,人们才终于可以将整个落猫过程一览无余:四肢朝天的猫咪在空中灵巧地凭空翻转了180°,然后安稳落地。这种高难度动作对我们人类来说也只能是“看看得了”,但对猫咪来说却如同吃饭喝水一般简单,这是因为有一种叫做“翻正反射“的生物反射已经深深地刻在了猫咪的基因里。
翻正反射是猫咪与生俱来的一种天赋,一般3周大的小猫便初步具有了翻正反射,6-9周大的小猫就已经将这门绝技修炼的炉火纯青了。正是这一绝技的存在,猫咪们才能在空中克服角动量守恒定律,瞬间将处于不利姿态的身体调整为四脚朝下的安全落地状态。
猫咪全身有上百块骨骼和肌肉组织,对身体各个部分都具有强大的控制力。所以,猫咪可以在空中灵活地扭动身体,并凭借着微弱的空气阻力和重力,从而顺利完成翻正反射,打破角动量守恒的约束。1969年,美国斯坦福物理学家Kane给出了一个关于猫咪翻正反射原理的令人信服的解释。他将猫咪翻正反射的过程分为三步:第一步,弯曲自己的身体;第二步,调整前肢的朝向;第三步,调整后肢的朝向。
猫咪的四肢就像是一套灵活的机械连杆结构,可以稳定迅速地折叠和舒展。而发达地肌肉则像是阻尼器、衰减器一样,可以为猫咪躯干提供强有力的支撑和缓冲。猫咪的大腿结构非常适合用来缓冲吸能:网状骨架可以在脚掌触底时提供稳定的支撑,使猫咪可以牢牢地抓住地面;网状骨架之间的摩擦作用可以消耗一部分冲击力;而柔软、较有弹性的脂肪颗粒则可以进行缓冲。
正是有了这三门绝技,猫咪才能够在不慎摔落时不摔伤、不致死。不过,猫咪在人类面前终究是脆弱的生灵,请记住它们陪伴我们的每一个日子。如果你养猫就善始善终,温柔以待,不抛弃、不虐待。