猫是固体还是液体？物理学家：可以都是！

原标题:猫，究竟是固体还是液体？物理学（严肃地）说：可以都是！

如今，“吸猫”变成了很多人喜闻乐见的一项活动——在办公室你会看到一群围绕在鼓励师周围的摸鱼两脚兽；在路上你会看到几个追着小野猫揉的怪叔叔或怪阿姨；在家里你就是那个天天铲屎还被猫嫌弃的铲屎官。

无论是二次元的猫还是三次元的猫，无论是凝固的固态猫还是流淌的液态猫，你都会被它们迷得神魂颠倒。

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等等……猫怎么会是液体？

没错，2017年搞笑诺贝尔奖的物理学奖，就颁发给了来自法国里昂大学的研究者Marc-Antoine Fardin，他的通过流变学中的“底波拉数”来证明了“猫既可以是固体，又可以是液体”的理论，这可真的是科学吸猫了！

研究者Marc-Antoine Fardin获得搞笑诺贝尔物理学奖。图片来源：搞笑诺贝尔奖直播截图

要想知道为什么猫“既可以是固体，又可以是液体”，我们需要先了解一些基本概念：

• 固体，是物质维持形状和体积的一种状态；

• 液体，是物质保持体积但是适应环境形状的一种状态；

• 气体，是物质扩张并占据所有可用体积的一种状态；

底波拉数（De），流变学中的一个无量纲量，用来描述材料在特定条件下的流动性，定义为弛豫时间及观测时间尺度的比值。当De<<1时，材料表现出似流体的力学响应；当De>>1，材料表现出似固体的力学响应。

搞不懂？下面来举几个栗子：

如何得到一只固态的猫？在短时间尺度上，一只站立、跳跃的猫，会被认为是一只固态猫。

因为猫的弛豫时间（区间在1秒-1分钟）和短暂的观测时间内（1秒）相比远大于1。也就是说，这一秒你看猫还在活蹦乱跳，下一秒它可能就变成一“滩”了。

图片来源：wikipedia

那么如何得到一只可爱的液态猫呢？

对于长时间尺度，当你发现一只猫占据了一个酒杯、玻璃器皿时，就可以认为这只猫是流体了。

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图片来源：boredpanda

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不过，从猫的年龄来说，年龄小的猫和年龄大一些的猫的流动性也有所不同。相比于小猫来讲，年长猫的弛豫时间更长，可以达到数小时。而仅从液态和气态两个方面来讲，年长猫更趋向于气态。

图片来源：boredpanda

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当然，除了猫的运动状态、年龄以外，猫的流动还与它们所接触的表面有一定关系。比如产生荷叶效应、皮毛的粗糙程度、与光滑表面的低亲和程度、在垂直表面上展现出的粘滞性……

图片来源：Marc-Antoine Fardin的论文《On the rheology of cats 》

而且，由于猫自身存在运动，不会像其他流体（例如：水）一样表现出被动性，所以猫的流变性体现出了一种不稳定性，可能它在你怀里的时候是液态的，而嫌弃的从你怀里走开的时候又立即变成了固态。

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总而言之，猫被证明是线性和非线性制度中流变学研究的丰富模型系统。正如赫拉克利特的观点“万物皆流，无物常住”被视为流变学的座右铭一样，“万猫皆流，无猫常住”也是猫的座右铭。

或许真相正如微博网友@OSAMA-Z 所言——“猫在挠你的时候是固体，午睡及穿越窄小缝隙的时候是液体，粘稠度与缝隙平均宽度成反比。在你试图抱猫的时候呈现出非牛顿流体特性。但是猫本身的构成物质不具有以上物理特性，是当代物理一大未解之谜。”

本研究，因为其独特的吸猫思路，获得了第27个第一届搞笑诺贝尔奖

物理学奖！