为什么猫咪落地时总能脚着地?
2026/04/15 | via. 媒体 英国《每日邮报》网站/ 2026.03.14
摘要:尽管物理定律表明实心圆柱体不可能凭空自转,但猫通过使上半身和下半身朝相反方向转动克服了这一限制。
我们的猫科动物伙伴似乎拥有不可思议的能力,无论以何种方式落下,它们都能在空中翻转腾挪,最终稳稳地四脚着地。如今,日本山口大学的科学家们终于解开了这个困扰物理学家和宠物主人的谜题。
研究人员说,猫咪这种杂技般能力的秘密在于它们脊柱中一段极其灵活的区域。
在一项发表于美国《解剖学纪录》月刊的实验中,研究人员对五只过世猫咪的脊柱进行了测试。
他们发现,其胸椎(位于背部中央)的灵活性几乎是腰椎(位于下背部)的三倍。这使得猫能够像花样滑冰运动员急转弯一样快速旋转上半身,在短短几毫秒内面朝地面落地。研究论文第一作者日暮康夫(音)告诉本网站:“胸椎可以轻松旋转。这种运动也有助于带动腰椎旋转,使猫能够调整身体方向并四脚着地。”
自19世纪物理学家首次注意到猫似乎能在空中轻松旋转以来,科学家们就一直在研究所谓的“猫的落地问题”。令物理学家困惑的是,这种突然的旋转似乎违背了物理定律。根据角动量守恒定律,物体在没有外力推动作用的情况下是无法自行旋转的。但猫显然能够极其轻松地在空中旋转。
关于猫如何实现这种动作的解释主要分为三大类:螺旋桨尾巴理论、弯曲扭转模式和蜷缩翻转模式。
为了探究真相,日暮康夫及其合作者进行了两项实验。在第一项实验中,他们收集了捐赠给大学的猫脊椎骨,并使用仪器对脊椎骨的不同部分进行了分析。该项实验表明,猫的脊椎并非从头到尾都一样灵活,靠近前腿的胸椎部分的扭转能力要强得多。日暮康夫说:“你可以感觉到有些部位很灵活,而有些部位则很僵硬。猫的动作正是基于这些结构特性。”
研究人员随后分析了两只成年猫从1米高处落下的视频,以观察它们的转身方式。在这两段视频中,猫的上半身会比下半身早零点几毫秒完成翻转。这两项发现都表明,蜷缩翻转模式最有可能解释猫惊人的转身能力。
尽管物理定律表明实心圆柱体不可能凭空自转,但猫通过使上半身和下半身朝相反方向转动克服了这一限制。
猫做旋转动作时会把前爪收拢,并使上半身快速旋转。与此同时,它们伸出后腿,确保下半身保持相对静止。然后,猫的头部朝下,它们只需反向重复这个过程:收回后腿,伸出前爪,然后摆动下半身。由于上半身和下半身始终朝相反的方向扭转,它们的角动量始终保持不变,这使它们能够“逃脱”物理定律,最终脚先着地。