@ 2024.11.17 , 07:03

科学家将猫置于微重力环境中以观察会发生什么

在这个世界上,或许没有哪种动物比家猫更灵巧。它们最著名的特技之一就是能够在跌落时安全地落在柔软的爪子上。

这不仅仅是一个比喻。猫确实能够从各种困境中逃脱,而且这也是字面意义上的。如果你看到一只猫失足跌落,它扭动身体的方式简直令人惊叹。

揭开这种猫科动物超能力神秘面纱的努力始于计时摄影术的发明,使研究人员能够在短时间内拍摄大量照片。

1894年,法国科学家Étienne-Jules Marey发表了一系列每秒12帧的照片,揭示了一只猫从仰卧姿势落下并完美着陆的过程。

到了20世纪50年代,人类发现了抛物线飞行:使用专门设计的飞机沿着精确的飞行轨迹下降,可以模拟零重力条件。随之而来的是一个有趣的想法:如果猫无法区分上下,它们还能否安全着陆?

于是,美国空军航空航天医学研究实验室的科学家们决定一探究竟。

抛物线飞行并不是真正的微重力,但它提供了短暂的体验。就像电梯快速下降会让你感觉脚下的鞋子变轻一样,飞机上的乘客在从高空迅速下降到低空时会体验到失重感。这种体验非常令人困惑,抛物线飞行也因此被称为“呕吐彗星”。

第一次实验是在康维尔C-131萨马里坦飞机上进行的,并且确实有视频记录。类似的实验还包括在抛物线飞行过程中在C-131内部释放鸽子。人类似乎对眼睛不太在意。

观看这些实验非常有趣。视频解说提到,在失重状态下,猫的“自动反射动作几乎完全丧失”。但并不完全丧失。尽管猫显得有些迷茫,它们仍然能够扭转身体,试图弄清楚自己会掉在哪里。

这远不是实验的终点。1957年,《航空医学杂志》上的一篇论文记录了在T-33和F-94飞机上进行抛物线飞行时对八只小猫进行的实验——美国空军的Siegfried Gerathewohl和Herbert Stallings写道:“不仅是为了满足我们自己的好奇心,还要澄清耳石器官在失重状态下的作用。”

还有1958年拍摄的一张照片,展示了一只看起来很不舒服的小猫坐在洛克希德F-94C星火战斗机的驾驶舱内。

这些猫咪的滑稽实验帮助科学家更好地理解了猫的行为。1969年,斯坦福大学的机械学家Thomas Kane和MP Scher在《国际固体与结构杂志》上发表了一篇分析文章,描述了跌落中的猫通过两个圆柱体相对扭转来快速调整自身姿态的过程。

这项研究对人类也有重要意义。同两位科学家还为NASA撰写了一份1969年的文件,利用数学模型更好地理解人体在自由落体中的运动和姿态。

1968年,Kane找来了一位体操运动员,穿着宇航服在蹦床上模仿猫跌落时的动作。这个成功的实验被摄影师Ralph Crane拍摄下来,并发表在《生活》杂志上。即使到现在,宇航员也接受训练,学习像猫一样在微重力环境中扭转身体。

这也是一件好事。如果我们不得不派猫去进行太空探索,谁知道它们会带回什么宇宙怪物给我们看呢?

本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。

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