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《貓和老鼠》是真科學神作:貓才沒那麼愛抓老鼠呢!

黑科技/APP/遊戲,「狂丸科學」可能是你見過最好玩的 今日頭條號

最近一批《貓和老鼠》的沙雕手辦簡直要把狂丸的頭笑斷,它們出自島國手工達人TakuInoue之手,作品的主角清一色全是湯姆的各種造型,時而變成方塊:


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被壓成麵餅:


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被坐成屁溝:


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穿過老鼠洞被拉長:


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變成螃蟹:


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甚至貓臉還被打成了菊花臉:


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不得不說,《貓和老鼠》的經典段子配合沙雕網友的腦洞,對於人類的笑點確實殺傷力十足。


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不過說出來你可能不信,這一切,都是非常科學的:其實,貓可以是液態的也可以是固體的,這取決於不同的情況。


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事實上,法國物理學家Antoine Fardin對這個問題進行過認真研究,甚至還在2017年獲得了搞笑諾貝爾物理學獎。


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這個結論來自於「流變學」,這是一門主要研究在外力作用下,物體的變形和流動的科學。而根據AntoineFardin介紹,想要判斷貓是固體還液體,需要抓住兩個時間,一個是弛豫時間,另一個是實驗時間。


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簡單的說,在液體的定義中有一個基本理念,那就是需要材料必須能夠改變其形狀,以適應容器。而這個改變的動作也必須有一個特殊的持續時間,它就被稱作「弛豫時間」。而在變形完成後開始流逝的時間,一般稱為「實驗時間」。要確定某物是否是液體,則取決於它是否能在一個比弛豫時間更短或更長的時間內觀察到的,簡單說,弛豫時間除去實驗時間可以得到一個底波拉數,當這個數字大於1,則材料相對固體;相反如果結果小於1,則材料相對液體。

聽起來有點複雜,不過在AntoineFardin的講解下還是很簡單的。進入洗手池的貓一直休息,保持了很久的變形狀態,這時貓會表現得像流體一樣,填滿了所有的空間:


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但是,如果你讓貓進入一個裝滿水的空間,它可能為了盡量減少與水的接觸,在1秒後就「飛」了出去,這時候表現得就非常像一個固體。


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所以結論就是,這一切變形都有著科學依據。


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然而,又有一個問題出現了:作為理論上「老鼠的天敵」,湯姆為何總是被傑瑞逼到各種變形?而這個疑點也在最近得到了解釋,美國福特漢姆大學教授Michael Parsons是一位生態學家,他在研究中發現,城市中的貓不僅不太擅長捕捉大老鼠,甚至可以說對它們一點食慾都沒有。


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原本,Michael Parsons的團隊準備在紐約布魯克林區的一個垃圾堆站點研究大鼠信息素是如何吸引和排斥其他老鼠,而在他們為實驗老鼠植入晶元、貼好標籤、布置好天羅地網的監控設備後發現,貓來了


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團隊經過觀察發現,貓的數量確定為5隻,平均每天會出現3隻左右。然而和研究團隊的設想不同,面對這60隻老鼠,這場實驗卻並沒有變成貓咪的大型野外自助聚餐。於是生態學家們順水推重更換了研究的方向:貓對老鼠種群的影響到底是怎樣的?


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當老鼠在地面上遛彎時,貓幾乎沒有任何反應」,Michael Parsons觀察後發現,這些貓似乎更專註於鑽入紙箱,而不是獵殺老鼠。故事中的貓鼠追逐場面並沒有頻繁上演。總的來說,研究人員花了79天觀察這對天敵的活動與相互之間的影響,而在306段監控視頻中,研究人員發現,貓只做出了20次的尾隨、3起有謀殺企圖的狩獵行為,其中僅有2起成功緻死。


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(成功的捕捉到了一隻)

不過,在貓出沒的地區老鼠確實也很少見,但它們顯然不是被吃了,而是選擇花費更多的時間躲藏或改變了行進路線,從而規避了貓。似乎也正是這一點,讓人類誤認為貓對於老鼠有著良好的殺傷作用。


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(正在尾隨老鼠的貓)

現實給人的感覺比動畫更有反轉感,起碼湯姆和灰太狼一樣都為了吃掉自帶主角光環的對手鍥而不捨,結果真實的貓面對紐約的老鼠竟然連動都懶得動。而其中最主要的原因,是紐約的老鼠太大了,貓擔心自己搞不定它。


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統治這座城市地下世界的,是老鼠家族中的「褐鼠」,通常來說,實驗室中的小鼠體型一般在20到35克之間,而褐鼠幾乎是其10倍,也就是平均350克左右。它們的生存能力極強,可以從12米的高度墜落然後安然無恙,同時在水中也能存活三天的時間。


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(圖片素材來源自VICE News )

而在紐約,這種生命力頑強的生物有著驚人的數量。在2014年,研究人員測量出的褐鼠數量約為總人口的24% ,也就是存在超過200萬隻老鼠,不過也有傳說認為其數量已經達到人口總數的5倍。它們穿梭於下水管道、進出各種餐館,攻擊無家可歸的流浪漢,沒有抵抗能力的嬰兒,甚至還會在停屍房啃食屍體。更可怕的是在2016年初,老鼠直接爬到了地鐵乘客的臉上。


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而在眾多傳說中,最引人注目的還是2015年的一則老鼠攜帶披薩跑路的視頻,堪稱《貓和老鼠》現實版。但令人尷尬的是,現實中的貓因為害怕人類而沒有出場,但老鼠卻無所畏懼。


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佛羅里達大學研究貓鼠關係的教授Gregory Glass認為,一旦老鼠達到一定的體型,老鼠和貓就會相互忽略。原因很簡單,貓雖然依然有能力獵殺對手,但對於狩獵食物,它們自然要選擇成本低、成功率高的選項,獵物的體重最好在30克以下。所以顯然,如果不是城市中的貓過於飢餓,超過300克的老鼠根本不是它們的最佳選擇。


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事實上,貓是一種注重效率與機會的捕食者,相比老鼠,生活在城市中的它們更喜歡吃小鳥。說起來可能很殘忍,但據聖勞倫斯大學的熱帶鳥類生態學家Susan Willson介紹,在遷徙季節,每年可能會有上億隻小鳥因貓而死。而澳大利亞在去年也對鳥類被捕食的情況進行了評估,每天會有近百萬隻本地鳥類成為貓的食物。這是因為鳥類對於貓的捕殺毫無反抗能力,反觀部分老鼠,不僅個頭大、力量強,甚至還有可能會給貓造成傷害:該選什麼做食物,貓已經給自己安排的明明白白。


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而且,城市中的貓不捕食老鼠,在一定程度上是受到了「教育」的影響。心理學教授Kuo Zing Yang曾經在20世紀20年代進行了一項長達十年的實驗,來驗證貓的狩獵行為到底是先天行為還是學習行為。根據他在1930年發表的研究結果,由貓媽媽撫養長大的小貓會成為獵人,反之由根本不捕獵的人類撫養的小貓,並不會把老鼠當做獵物。


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綜合下來我們不難看出,貓是在人類的不斷影響下,逐漸開始失去對老鼠的捕食慾望。城市中的垃圾、浪費的食物不僅滋養了老鼠,同時也讓貓更容易獲取食物,再加上固定的投喂,就導致貓對於狩獵老鼠的慾望更低了。即使有狩獵的需求,小鳥等較小的動物是更優質的捕食對象,同時這種習慣很有可能一代代的傳下去。


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總之在Michael Parsons看來,「老鼠和人類似乎都高估了城市中貓的能力」。老鼠會主動避開貓,保持低調生活,同時貓也不希望浪費體力捕捉300克以上的大老鼠。結果就是,貓的存在確實讓人們覺得老鼠變少了,但實際上真相是老鼠改變了自己生活方式,讓人更加難以發現,但數量上不會有明顯改觀。


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所以說現在事實很清楚了,表面上喵星人連熊都敢揍,背地裡卻連老鼠都搞不定。現在再看動畫片里傑瑞這隻機智的老鼠吊打蠢貓湯姆,確實是一點毛病都沒有——《貓和老鼠》,你以為只是逗小孩玩的?其實它是科學神作。


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參考資料:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2018.00146/fullhttps://theconversation.com/answering-the-question-that-won-me-the-ig-nobel-prize-are-cats-liquid-86589https://www.drgoulu.com/wp-content/uploads/2017/09/Rheology-of-cats.pdfhttps://en.wikipedia.org/wiki/Rats_in_New_York_Cityhttps://cosmosmagazine.com/biology/in-new-york-s-war-between-cats-and-rats-the-rats-win-hands-downhttp://www.psych.utoronto.ca/users/shannonian/Kuo/Kuo%20(1930).pdf

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