对于很多声名远扬的物理学家来说，猫既是工作时的朋友，放松时的伙伴，它们甚至还是实验中的工具，这些物理学家总按捺不住好奇心，将猫从窗户扔到楼下：为什么它们落地时总能四脚着地。从麦克斯韦到斯托克斯，他们都是物理学界的“扔猫大师”。在19世纪的物理学史中，你可能找不到比詹姆斯·克拉克·麦克斯韦更著名的人物了。他最突出的成就是统一了电和磁这两种数千年来被认为无关的现象，提出了电磁学。
麦克斯韦同时也以扔猫闻名。麦克斯韦并不是那个时代唯一研究落猫问题的著名科学家。大约同一时间，爱尔兰物理学家、数学家乔治·加布里埃尔·斯托克斯也开始了他自己的非正式研究。
长期以来，猫被人们视为用魔法守护秘密的生物。而在落猫问题中，我们将看到这一表述多么精确。像麦克斯韦和斯托克斯这样从猫的身体翻转问题中看到有趣和不同寻常东西的人，只是少数。他们同时期的文献表明，大多数人认为这是一个无关紧要的问题，而且早已被解决。然而常见的解释是错误的，这使得近两百年来人们未能对猫翻身能力进行严肃的研究。这一错误解释与作为正式科学的物理学的起源密切相关。
19世纪下半叶，关于猫翻身的解释没有出现在科学期刊上，而是出现在爱猫人士撰写的书籍中。这类图书的大量出现，是为了与常识中对猫的负面看法相对抗。猫，特别是黑猫，成为女巫故事中的标配；大家默许甚至合理化对猫的暴力行为，保护猫的人经常被调侃嘲笑。尽管存在这样的社会偏见，罗斯和很多人依旧将猫视为宠物、朋友和令人着迷的对象。
威廉·戈登·斯特布尔斯1840年前后出生于苏格兰班夫郡，一生独自冒险。1875年，他最终在英格兰特怀福德定居，开始了高产的作家生涯，共出版图书130余册，其中大多数是以自己经历为蓝本的少年冒险故事，另外他还写了大量关于动物和动物护理的书。今天看来，他最为人熟知的著作应该是他的指南《猫：它们的品质与习性，它们的生活逸事以及疾病》。
为什么猫总是脚着地，这个问题不难回答。当猫刚从高处落下时，它会自然地蜷曲成半圆形，背部是最低点，如果它就这样着地，它会因为脊椎断裂而死。当它下落一二英尺时，本能会驱使它突然舒张背部肌肉，伸展四肢，这样腹部凸出，背部下凹，通过改变重心而翻身。这样一来，它只需要以这样的姿势落地，正好就是脚先着地。
这一解释听起来合理，也能满足大多数19世纪人们的好奇心。斯特布尔斯的解释简洁有力，物理上也似乎可行，可惜是错误的。自由落体的猫并不能悬挂在任何东西上，猫身体位置的变化完全不会影响其稳定性。斯特布尔斯似乎认为他提出的这一解释是显而易见的。他可能一开始是从我们已经提及的物理学家麦克斯韦那儿知道这一点的。
1856年，麦克斯韦在马歇尔学院获得自己的首个教授职位，一年后斯特布尔斯开始在那里学习医学。显然两人有交集，年轻的麦克斯韦给斯特布尔斯留下了深刻的印象。在他1895年出版的半自传小说《从田间到讲台：生命抗争的故事》中，斯特布尔斯讲述了一个年轻小伙子从农场到马歇尔学院的故事。
接下来就是可怜的麦克斯韦了，他在科学界闻名遐迩，一头棕色的头发，英俊、体贴又充满智慧。他会在早餐时给他的学生讲科学故事，他总是浅浅微笑而从不哈哈大笑。他在倒茶前总要往杯子里加入半杯美味的奶油，也许这是因为他觉得浓茶对年轻教师的身体不好。可怜的麦克斯韦，他就这样离开了我们，他的去世是世界的巨大损失。
在麦克斯韦对猫翻身产生兴趣之前，其他书籍中就有了对这一现象的类似解释，如M. 巴特尔1836年出版的《自然史的第一课：家养动物》。尽管其中并没有重心的字眼，但这一解释和斯特布尔斯的说法显然是一样的。但是这一说法历史更悠久，在1758年J. F. 迪菲出版的物理习题册中已经出现了。
问题94：一只猫从三楼落下，下落的瞬间四脚朝上，为什么它可以毫发无伤地四脚着地？答：由于害怕的本能，猫会反弓背部、凸出腹部，伸展四肢和头部试图恢复正常的姿势，给了四肢和头部更大的支撑力。在这不同寻常的动作下，重心高于几何中心，但是并不稳定，很快重心下降，使得猫的腹部和头部翻转，脚先着地。因此猫在落地时会最后发现自己是四脚着地，总之，没有更多解释了。
我找到的斯特布尔斯解释的最终来源是1842年出版的法语版《谚语的词源、历史和逸事大全》。书中有这样一句谚语：“似乎猫下落时总是脚着地。”这句谚语的条目中给出了猫翻身解释的原始作者——安托万·帕朗，这位被大众遗忘的法国数学家在1700年出版了世界上第一本对这一问题给出物理学解释的书籍。
帕朗1666年出生于巴黎，在很小的时候就展示出了数学方面的天赋。13岁的时候，他就已在大量的书中写满了注释和评论。没过多久，他去给在沙特尔教修辞学的一位家人的朋友做学徒。帕朗对数学充满热情，但他也遇到了很多艺术家和科学家都经历过的事情：朋友们劝说他去巴黎接受律师的训练，毕竟做律师是一个比研究数学更赚钱的职业。
然而，他一获得法学学位，就躲在巴黎多尔芒-博韦学院的住所里闭门不出，尽管收入不多，他仍专注于自己的数学学习。他唯一的出行是去巴黎皇家学院与杰出学者交流、听他们讲课，这些学者中就有研究几何学和声学的数学家约瑟夫·索弗尔。帕朗是个有进取心的人，而法国与西欧国家联盟爆发的九年战争刚好给了他通过教书提高收入的机会。
1699年，帕朗因名获利。这一年，数学家吉勒·菲约·德比耶特作为机械专家进入巴黎皇家科学院，他极力举荐帕朗作为自己的弟子。自此帕朗的学术地位逐渐稳固，在不同学科都有所建树，包括解剖学、植物学、化学、数学和物理学。但他与生俱来的热情和随心所欲的天性却妨碍了他的事业。
帕朗在学术上一直非常高产，出版了大量书籍和论文，直到1716年因天花去世。他去世后，他关于落猫问题的解释仍然流传了很久，事实上，这一解释比他更为人熟知。回溯了1700年关于落猫问题的研究缘起，我们自然会问，在帕朗之前是否有人提出过对落猫问题的解释。显然很久之前人们就注意到了猫这一神奇的能力，应该会有人对猫怎么能保证脚着地感到好奇。
至少有一位更早的科学家、哲学家研究了这一问题，但是他的动机和后来的研究者大不相同。勒内·笛卡儿提出了“我思故我在”，这是早期关于人类存在的本体论论述。17世纪30年代，笛卡儿在写作《世界》时，同时也沉迷于研究动物是否有灵魂的问题。在他写作这本书的莱顿市，有一个传说是笛卡儿从一楼窗户扔出了一只猫，以便观察猫是否会害怕，因为在他看来只有有灵魂的生物才会感到害怕。
这个传说听起来煞有其事、令人不安，因为与此同时，笛卡儿还进行了大量令人毛骨悚然的动物活体解剖实验，同样是为了观察动物是否和人一样具有感觉和情感。显然，笛卡儿的观点是它们没有。将一只猫扔出窗外或许是他做的最不残忍的事，因为猫的翻正反射能保证它安全落地，或许这只猫被扔出窗外后，能找到一个更合适的家。
我们还能找到更早的关于下落的猫的观察，尽管并非是科学方面的。在1572年出版的《军事器械》中，作者约翰·博斯韦尔对不同家族的盾徽进行了分类，大部分盾徽都是以动物为基础，动物的能力被视为家族的精神。关于猫类，博斯韦尔写道：“它是残忍的野兽，它从高处跳下后总是脚着地，而且毫发无损。”显然猫翻身的能力得到了纹章的高度认可。
另一个关于猫翻身能力的非科学性解释，可能比博斯韦尔的纹章更早。这是一个关于伊斯兰教创始人先知穆罕默德的故事。如果它距离穆罕默德同时代不远，它将是关于猫翻身的最早描述。这个故事的一个版本如下：先知穆罕默德有一天深入荒原，长途跋涉之后疲劳来袭，陷入沉睡。一条大蛇从灌木中钻出，逐渐靠近安拉的使者穆罕默德，就在蛇将咬穆罕默德时，一只猫突然出现，跳上蛇身，经过长时间的搏斗终于杀死了蛇。
蛇临死前的嘶嘶声惊醒了穆罕默德，他意识到是猫救了他。“过来！”安拉的使者命令道。猫走近穆罕默德，他轻抚了猫三次，祝福了它三次：“祝你平安。”为了进一步表示感谢，穆罕默德接着说：“为了回报你，你将战无不胜。没有任何生物能将你翻转过来。去吧，你已经接受了我的三次祝福。”正是因为猫受到穆罕默德的祝福，它才获得了无论从多高下落都将脚着地的能力。
这一版本出现在1891年的《土耳其女性及其民间传说》中，作者是英国民俗学研究者露西·玛丽·简·加尼特。该书参考了1889年法语版的世界口述民间故事，这个故事来自一个52岁的神学学生。在英文世界无法进一步追溯这个故事的更早版本，所以无法确定它的历史。
无论如何，不可否认的是，从穆罕默德直到今天，一直以来，伊斯兰世界对猫的态度都比西方世界更友好，虽然如今穆斯林对猫的敬重可能少了那么一些。一个生动的例子来自斯特布尔斯，他在关于猫的书中记载了他的旅行经历：我正在向绅士解释前一天晚上没有休息的原因，原因是太阳落山后我发现自己在亚丁城靠近沙漠的门口。
同时我发现自己被一群奇奇怪怪、服饰各异、气势汹汹的人包围了。我已经武装到牙齿了，我的意思是除了舌头，我没有其他保护自己的武器。一种不安的情绪涌上心头，似乎有什么东西勒紧了我的脖子。在这群阿拉伯人中，有一个人引起了我的特别注意。他看起来年纪很大了，胡须和头巾、礼袍一样雪白，庄严得犹如多雷笔下的族长。
他用洪亮的声音、高贵的语言朗读膝头的图书，一只优雅的长毛猫蜷曲在他一只手的臂弯中。我在他身旁坐下，虽然他看我的第一眼充满恶意，似乎对我的闯入感到不满，但当我开始抚摸并赞赏他的猫时，他对我露出了女性般温柔的微笑。类似的故事全世界都在发生，只要赞美一个人的宠物，他就愿意为你做任何事：为你而战，甚至借钱给你。那个阿拉伯人把他的晚餐分了一部分给我。
“噢，我的孩子，”他说，“我爱我的猫胜过我的财物，胜过我的马匹。它让我感觉开心，它比烟草更能抚慰我。全能的安拉啊，当我们的祖先独自进入荒漠时，安拉给予他们两个朋友以陪伴、愉悦他们——一个是狗，一个是猫。在猫身上，他赋予了温柔的女性气质；在狗身上，他赋予了勇敢的男性气质。这是真的，我的孩子，书里就是这么写的。”是的，在我们的历史学调查中，我们兜了一个圈，又回到了斯特布尔斯身上。
帕朗首先给出了落猫问题的物理学解释，这个解释尽管并不正确，却延续了近200年。麦克斯韦和斯托克斯认为其中还有一些有意思的地方值得研究，但由于人类视觉的局限，他们没能更进一步。设想一只猫从两英尺高处下落，如麦克斯韦所言，它能在三分之一秒内翻身。这对于人类眼睛而言实在太快了，人类还没来得及分辨，猫就已经完成了下落中的翻身。
幸运的是，在麦克斯韦和斯托克斯对下落的猫困惑不解的同时，一项新的技术诞生了，这令研究者得以对猫自由落体时的细节进行研究。然而，对于我们提到的落猫问题而言，这一技术发现的问题远比它能解答的更多。