科学家们也逃不开猫的魅力，从薛定谔的猫，到物理学家 Jack Hetherington 与名为 Chester 的暹罗猫合著论文，再到物理学家 Greg Gbur 最近出书的 Falling Felines and Fundamental Physics，《下跌的猫科动物和根底物理学》。猫为物理学、数学、神经科学，乃至是太空探求中的难题供给了重要的切入口。
Greg Gbur 的这本书探求了一个风趣的论题：猫从高处落下时，为什么总是能够四脚着地？这是一个“落猫问题”（Falling cat problem）。
图 | Falling cat problem（来历：Fine Art American）
略微懂物理的人都会想到，猫在空中回身并没有一点支点，那么它是怎样完成回身而又不违反角动量守恒的呢？
到目前为止，有至少四种不同的假定能够解说这一现象：“缩进和旋转”（tuck and turn）模型，猫在坠落时缩短一对爪子以便旋转；“坠落的花样滑冰运动员”假说，猫根据需要缩短或扩展爪子来调整它的角动量；“曲折和旋转”假说，猫折腰然后反旋以腰围分界的身体两部分；最终一种是“螺旋桨式的尾巴”，即猫可通过尾巴完成空中回身。
养过猫的人必定调查过，猫在下落时，尾巴和身体是呈反向滚动的，所以会觉得尾巴起到了重要的效果。但后来人们发现，没有尾巴的猫也能够脚先着地。另一方面，要想使躯干在短时间内转过 180 度，尾巴必须在同一时间内向相反方向滚动几十圈，才干保持体系的动量矩为零。这个速度基本上和飞机螺旋桨的转速挨近，所以否定了猫尾巴的决定性效果。
有一些学者以为，猫内耳中有前庭器官，能够更好的起到平衡和相似指南针的效果，这或许也是其间一个重要的原因。可是最底子的原理是什么呢？
Greg Gbur 在书中说，猫能在空中完成从四脚朝天到四脚朝地的旋转，应该是使用了综上的一切原理。可是最基本和最重要的解说是 “曲折和旋转” 假说，即猫先折腰，然后上半身和下半身往相反的方向旋转以抵消这些运动。其他的方面会起到一些小批改，比方使用尾巴或许爪子作为别的的杠杆。
图 | tienne-Jules Marey 用高速摄像机拍照的猫坠落的相片（来历：Wikipedia）
研讨 “落猫问题” 离不开高速摄像机。早在 1894 年，法国科学家 tienne-Jules Marey 就在 Nature 上宣布了一副用高速摄像机拍照的猫坠落的相片，相片显现，仅在下落的开始 1／8 秒，猫就完成了翻身的动作。
他以为猫是使用了本身质量的惯性来翻身。脊椎肌肉活动的改动力偶先效果于前腿，由于前腿缩短并靠近脖子，所以有一个很小的惯性运动。但后腿是扩展的，并简直垂直于身体的轴线，它的滚动惯量和改动力偶的方向是相反的。在运动的第二阶段，脚的姿态是相反的，第一阶段所发生的惯性为后边的旋转供给了支点。
视频 | 美国空军的试验，“太空猫”还能脚先着地吗？（来历：YouTube）
但其时许多物理学家以为，丢猫的动作必定对研讨发生了影响，不然这个试验则暗示自由落体有或许取得角动量。
1969 年，Kane 和 Scher 两位研讨人员构建了Kane-Scher 模型，他们把猫建模为能够改动相对方向的一对相连接的圆柱体，别离代表猫的上半身和下半身，这两部分滚动时角动量为零。
“落猫问题”至此是不是完美处理了呢？事实上并没有。
人们还发现，猫从低于 30 厘米的高度坠落就无法四脚着地，从高处落下也不总是能四脚着地，超越必定高度，猫会打开四只，像降落伞相同，之后用肚子着地。有猫从 32 楼摔下来，选用肚皮着地的方法，住院两天就康复了，这又牵扯到一些其他的物理学问题。
图 | Kane-Scher 模型（来历：Wikipedia）
肥猫和瘦猫，长猫和短猫，不同品种的猫每一只的扭动、曲折都不相同，狮子、山君这样的猫科动物是不是也有相同的技术？咱们把握了以上的原理咱们就能制造出一种像猫相同，能够随意被抛向空中可是总能完美落地的机器人了吗？
还有许多问题有待探求，所以“落猫问题” 至今仍然是一个活泼的研讨范畴。
图 | “猫之利诱”（来历：DeepTech）
对猫而言，它们也不知道人类在干什么，几十年前被关在一个装有 “炸弹” 的黑屋子里，现在被重复扔下来看看会不会跌倒或许逝世。
有一种利诱，叫“猫之利诱”。
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参阅：
https://arstechnica.com/science/2019/12/the-surprisingly-complicated-physics-of-why-cats-always-land-on-their-feet/?comments=1