好書試閱

貓咪科學【人人伽利略 特刊1】

79特價252
上市通知我
下次再買
本書將從「科學」的角度來解析廣受大家喜愛的貓咪。文學作品中曾出現過許多貓,例如夏目漱石的名作《我是貓》。那麼在科學領域又是如何呢?接下來就來看看與貓有關的科學話題及科學家吧。

物理學中著名的既生又死的貓

 在「人人伽利略系列」中最常出現的貓,大概就是「薛丁格的貓」了。2025年適逢量子力學誕生100週年,此相關話題也經常被提及,即使不知道內容聽過的人應該也不少。薛丁格(Erwin Schrödinger, 1887-1961)是奧地利的物理學家,也是諾貝爾物理學獎的得主。他雖然是量子力學的創始人之一,但對於狀態在被觀測之前是處於不確定性的「疊加態」概念抱持否定的態度。為了批判這個觀點,他提出了一個思想實驗,亦即「薛丁格的貓」。

在打開箱子之前,貓的狀態既生又死

 薛丁格的思想實驗中,將一隻貓和毒氣釋放裝置放在一個看不見內部的箱子裡。毒氣是否觸發,與量子理論的現象相互連動(原子核衰變)。也就是說,原子核處於衰變與未衰變的共存狀態,因此也導致貓處於死亡與存活的疊加態中。插圖為「薛丁格的貓」的示意圖,描繪出貓既是活的也是死的狀態。

 與物理和貓有關的話題還有「落貓問題」(falling cat problem)。貓擁有優異的身體能力,即使從高處倒立墜落,也能在空中扭轉身體,最後以四肢著地(空中翻正反射)。隨著攝影技術的進步,能夠拍攝出貓落下時的連續照片後,貓的動作是否違反物理定律也引發了爭論。近年,由格布爾博士(Gregory J. Gbur)為一般讀者所撰寫的《落貓及基礎物理學》(Falling Felines and Fundamental Physics)一書引起熱議,「落貓問題」也因此廣為人知。

史上唯一到太空旅行的貓

 宇宙空間中有許多天體擁有與貓相關的暱稱。舉例來說,看起來像紅色肉球的「貓掌星雲」以及如貓眼般神祕發光的「貓眼星雲」(Cat's Eye Nebula)。星雲是指由氣體、塵埃等星際物質組成,外觀如雲狀的天體。
 美國NASA也曾公開「柴郡貓星系群」(Cheshire Cat Galaxy Group)的影像,此暱稱出自兒童文學《愛麗絲夢遊仙境》中登場的「柴郡貓」。看似貓咪眼睛的其實是兩個星系,背後四個星系發出的光源,則受到前方星系的重力影響而彎曲。這種現象稱為「重力透鏡效應」,光線看起來就像是臉的輪廓或張嘴微笑般的曲線。
 那麼,真正的貓是否曾經上過太空呢?基於研究火箭發射、在宇宙空間中生活會對生物的身體造成什麼影響等各式各樣的目的,許多動物都曾被送往太空旅行。以哺乳類來說多為猴子和狗,而目前已知到過太空旅行並返回的貓咪就只有一隻。
 這隻貓就是1963年搭乘法國發射的火箭進入太空的「費莉塞特」。據說原本在巴黎街頭流浪,為法國政府收購的14隻貓中的其中之一。費莉塞特的頭骨被植入電極並接受訓練,乘坐火箭上升至157公里的高度,最後靠著降落傘安全著陸。
 將宇宙中的天體取與貓咪有關的暱稱,或許是愛貓學者本人也說不定。以太空望遠鏡的名稱廣為人知的天文學家哈伯(Edwin Hubble, 1889∼1953),就留下了許多愛貓軼聞。1946年,他在美國洛杉磯的威爾遜山天文台投入研究工作時帶回一隻黑貓,取名為「哥白尼」並細心照顧。1953年哈伯過世後,聽說哥白尼連續好幾個月仍一直待在長年度過時光的窗邊,等候著主人的歸來。

與貓散步的模樣
塑造成銅像的物理學者

 與貓有關的科學家軼話中,最有名的就是牛頓(Isaac Newton, 1642∼1727)發明了貓門的傳聞。流傳的版本有很多,其中最廣為人知的是牛頓為了母貓和小貓,製作了大小兩個出入口。然而最後的笑點則是,小貓跟在母貓後面一起走,所以兩隻都從較大的出入口進出。可是根據前述格布爾博士著作《落貓及基礎物理學》的說法,牛頓家裡是否設有貓門以及是否曾飼養過貓,其實都沒有確切的證據。
 格布爾博士推測,在牛頓任職劍橋大學三一學院時期的許多趣聞,可能是學生和研究人員加油添醋後口耳相傳,加上寫入回憶錄中,才變成了廣為流傳的都市傳說。
 日本的諾貝爾物理學獎得主朝永振一郎(1906∼1979)也是知名的愛貓人士,還留下對愛貓生動描繪的散文《貓》。如今在筑波市內,還設有朝永博士與愛貓一同散步的銅像。

因搞笑諾貝爾獎成為話題的「貓是液體」說

 最後,來介紹一下「貓是液體」的說法吧。貓天生就有能鑽進狹窄空間的習性,柔軟性著實令人驚訝,甚至網路上也流傳著:「其實貓應該是液體吧?」的玩笑。
 2014年,法國巴黎第七大學的研究人員法丹(Marc-Antoine Fardin)發表了題為《貓的流變學》(On the rheology of cats)的文章,從流變學的角度來驗證某網站上提出的「貓是液體」的主張。
 透過這項研究,法丹在2017年獲得了旨在獎勵好笑又引人深思之科學研究的「搞笑諾貝爾獎」(Ig Nobel Prize)。
 由於這個說法深入人心(?),網路上也出現了各種為了佐證而上傳的圖片和影片。
金石堂門市 全家便利商店 ok便利商店 萊爾富便利商店 7-11便利商店
World wide
活動ing