猫是液体吗?一位流变学家认真写了论文,还拿了搞笑诺贝尔物理奖
配图:AI 生成的概念示意图,非论文原图、真实现场或实验数据。
TL;DR:2017 年,法国研究者 Marc-Antoine Fardin 凭论文《On the rheology of cats》拿下搞笑诺贝尔物理奖。他用流变学的框架,认真讨论“猫到底算固体还是液体”。结论并不是“猫就是液体”:流变学里,一种材料算固体还是液体,取决于观察的时间尺度和受力条件,所以答案是“看情况”。
这是一件 2017 年的旧事:该奖在 2017 年 9 月颁发,论文本身更早,发表于《Rheology Bulletin》2014 年 7 月那一期(第 83 卷第 2 期,第 16–17 页和第 30 页)。
背景:猫能灌进瓶子,是互联网的老梗
“猫是液体”是网上流传已久的玩笑:猫能把自己塞进花盆、纸盒、水槽,仿佛会随容器改变形状。Fardin 的做法,是把这个玩笑当成一个真正的物理问题来对待。
流变学怎么回答这种问题
流变学研究物质如何变形和流动。它有个很反直觉的观点:固体和液体的界限并不绝对。常被用来说明的是“德博拉数”(Deborah number),大意是把材料自身的松弛时间,与我们观察它的时间相比。观察得足够快,连水都像固体;观察得足够久,连山也会流动。
按这个思路,猫能不能算液体,要看它“流”过容器需要多久,以及你愿意等多久。据报道,论文正是借此讨论猫的“流动性”,并把猫看作一种有趣的“活性流变材料”,还提到了表面效应、屈服应力等概念。
所以,猫是液体吗?
论文的态度相当谨慎:猫兼有固体和液体的特征,要下定论还需要更多研究,作者的意思是,猫是流变学研究中一个内容丰富的模型体系。换言之,没有人证明了“猫是液体”,只是证明了这个问题可以被认真地问,并且问出一些有意思的东西。
为什么算“搞笑诺贝尔”
搞笑诺贝尔奖的宗旨是“先让人笑,再让人思考”。这篇论文恰好符合:题目是个段子,里面的工具却是真的。Fardin 在获奖后说,这项研究让人对“流体意味着什么”产生了一些有意思的疑问。
下次看到猫把自己倒进一个小纸箱,可以换个说法:它正在做一次不太严格的流变学实验。
来源:Improbable Research:搞笑诺贝尔历届获奖者
- ENS de Lyon:https://www.ens-lyon.fr/en/node/350483