日本科学家通过研究猫咪脊柱发现,上半身更灵活的生理构造和特定的旋转机制,是猫咪在空中迅速调整姿态并完美落地的关键。

脊柱里的物理学:为什么猫猫总能四脚落地猫咪落地之谜:为什么它们总能四脚着地?

从1700年起,科学家们就在争论一个看似简单的问题:为什么猫从高处落下时总能四脚着地。虽然这听起来像是个老掉牙的话题,但物理学家和生物学家为了破解这套“空中转体”的密码已经耗费了300多年。

由 Yasuo Higurashi 领导的一支日本科学家团队在2026年的《解剖学纪录》杂志上发表了最新研究。他们通过分析猫的脊柱柔韧性,为这个长久以来的科学难题提供了新的证据。

历史上,关于猫咪如何翻身存在四种主流假说。最经典的是“缩腿转体”模型,即猫通过缩回一组爪子来旋转身体的不同部分。19世纪的物理学家 James Clerk Maxwell 则提出了“高空花样滑冰”解释,认为猫通过伸缩爪子来调整角动量。还有人支持“弯曲与扭转”模型,即猫从腰部弯曲来反向旋转上半身和下半身。最后一种是“螺旋桨尾巴”,利用尾巴旋转产生的反作用力来调整姿态。

北卡罗来纳大学夏洛特分校 的物理学家 Greg Gbur 曾在2019年出版过专门探讨这一问题的著作。他过去一直认为“弯曲与扭转”是最核心的机制,但这项最新的实验让他开始重新思考,转而更加看好“缩腿转体”的作用。

为了弄清真相,日本的研究人员对5具捐赠的猫遗体进行了脊柱解剖,重点研究胸椎和腰椎的扭转受力情况。实验发现,猫的上半身脊柱比下半身要灵活得多。最神奇的是,在旋转到约50度时,上半身脊柱会出现一个几乎没有阻力的“甜点位”。这种生理构造上的特殊性极大地支持了“缩腿转体”假说,说明猫的生物学特性就是为了让头部先回正而专门“定制”的。

此外,研究人员在对两只活猫进行自由落体拍摄时发现了一个有趣的细节:猫在坠落时表现出了明显的“右撇子”倾向。其中一只猫每次都向右转,另一只猫在8次测试中有6次选择了向右。 Greg Gbur 猜测,这可能是因为猫的内部器官摆放并不完全对称,导致向某个方向转动会稍微容易一些。

虽然有了这些新发现,但这场科学博弈还远未结束。 Greg Gbur 指出,目前的摄影技术大多只能从单一角度拍摄。如果未来能通过多角度拍摄建立3D模型,我们或许能更彻底地理解猫咪这套精妙绝伦的空中体操。

本文译自 Ars Technica,由 BALI 编辑发布。