一项别开生面的研究让猫咪从社交媒体宠儿摇身一变成为物理学研究对象。西班牙加利西亚高能物理研究所(IGFAE)的研究员Anxo Biasi受自家猫咪Eme启发,在《美国物理学杂志》上发表了一篇关于"猫咪运动方程"的独特论文。
这位年轻的物理学家此前在巴黎高等师范学院完成研究工作,现通过La Caixa青年领袖项目加入IGFAE。他的研究初衷是"以有趣的方式传播物理学知识,让学生感受物理的魅力"。这个源于愚人节的玩笑性想法,最终发展成一篇严谨的学术论文。
Biasi基于与爱猫Eme的日常互动,总结出七种典型行为模式,并提出假设:"猫咪的行为仿佛受到人类周围的一种力的影响"。在这个模型中,猫被简化为遵循牛顿力学的质点,其运动受到由人类存在而产生的外部势能影响。
这个方程考虑了多个因素:x(t)表示猫在t时刻相对于位于原点(x=0)的人的位置,m代表猫的质量,ε则是考虑猫疲劳程度的摩擦系数。通过这个方程,研究者可以解释诸如"猫不听招呼"、"容易分心"以及"更喜欢待在特定人类腿上"等行为特征。
论文还深入分析了猫咪标志性的"咕噜声",将其描述为一种稳定机制。当猫被抚摸时发出咕噜声,人类会倾向于继续抚摸,形成正向反馈循环。同时,研究还探讨了猫咪著名的"疯狂半小时"(俗称"zoomies")现象,在方程中加入随机变量来模拟这种突发性的剧烈运动。
这项研究不仅趣味横生,更具有重要的教育价值。Biasi强调,该论文适用于经典力学入门课程,展示了如何用简单的物理定律解释看似复杂且不相关的行为。通过易于理解的动态模型,降低了学习者对抽象概念的理解难度。
这个创新性的研究不仅让我们以全新视角理解了猫咪行为,也展示了物理学在解释日常现象方面的强大力量。正如Biasi所说:"物理学不一定要探索宇宙最深邃的奥秘,有时用它来解释日常生活也很有趣!"
参考资料:https://phys.org/news/2024-10-physicist-cat-reveal-equation-motion.html