【好書推薦】五十嵐杏南《貓咪是液體嗎?40個最奇葩的搞笑諾貝爾獎主題》

分享至

本文選摘自五十嵐杏南,《貓咪是液體嗎?40個最奇葩的搞笑諾貝爾獎主題》,三民書局。

 


貓咪是液體嗎——因為會可愛變形,所以才認真思考

所謂液體,就是沒有特定的形狀,所以能夠隨容器而改變外形的物質。有研究者根據此定義,深入探討是否能夠將貓咪歸類為液體。

這一切的開端,來自於立陶宛網站「Bored Panda」上,一篇標題為「貓咪是液體!」的文章。在這篇文章當中,收集了許多貓咪鑽入沙拉碗、玻璃瓶以及紙箱當中的照片,並且主張:「這些宛如雜耍團般的柔軟度,說是液體也不為過吧?」

當然,這篇文章是以開玩笑的角度所撰寫的,但卻在網路上引發了討論:「貓咪是液體嗎?」

來自法國的物理學家馬爾可-安托瓦奴.法丹 (Marc-Antoine Fardin),就嘗試以物理學的觀點來探究這個話題。關於自己為何會針對這個問題進行研究,並且整理成論文的動機,法丹先生在搞笑諾貝爾獎頒獎典禮上說道:「自從我在網路上看到這個主題後,我就一直想深入考察,並認為這項考察將會成為流體力學界中,備受關注的重要議題。」

法丹先生透過許多幽默的表現來寫這篇論文,但也相當認真地針對同時擁有固態與液態兩種性質的物質進行探討。對於他的貢獻,搞笑諾貝爾獎便在2017年頒發了物理學獎予以肯定。

就結論而言,法丹先生認為,在不同的狀況與個體差異下,貓咪其實也能算是液體。

法丹先生透過流體力學的角度來說明這個論點。其中最重要的,是物理學中名為「鬆弛時間(Relaxation time)」的概念。所謂鬆弛時間,是指物質變形所需花費的時間。例如,水這一類能夠立即改變形狀的物質,其鬆弛時間就較短;而糖漿這一類黏稠物質,其鬆弛時間就會比較長。

在區別固體與液體時,通常會運用名為「笛波拉數(Deborah number)」的數值來計算出物質的鬆弛時間。所謂笛波拉數,是使用鬆弛時間除以時間尺度後,所求出的數值。若物質的笛波拉數大於1,就可以將其定義為固體;若小於1,則可以定義為液體。只要笛波拉數低於1,無論該物質需要花多少時間才能與容器形狀一致,均可以視為液體。換言之,即便是相同物質,若觀察時間尺度較短,就可以將其視為固體;但觀察時間尺度若是較長,就可以視為液體。

以冰河為例,由於冰河移動速度極慢,即便觀察一小時也不會有明顯變化,因此具備了固體的性質。但若是以千年為單位去思考,冰河其實仍會隨著地貌改變外型,因此也具備有液體的性質。

將這個概念應用在水也是一樣的。就人類雙眼的可見範圍內,水擁有液體的性質,但若是用高速攝影機來拍攝水球破裂的瞬間,就能夠發現水會在極短的時間內,維持著水球的形狀。也就是說,若以毫秒為單位來思考,其實水也算是擁有固體的性質。

法丹先生在接受英國《衛報》採訪時說明道:「貓咪也一樣,只要透過比貓咪鬆弛時間還要大的時間軸來進行觀察,就能發現貓咪能像水一般,透過柔軟的動作與容器融為一體。」

法丹先生透過笛波拉數進行計算後,發現貓咪完整融入小紙箱中的所需時間相當短,在定義上能夠算是擁有液體的性質。另一方面,若將貓咪放入有水的浴缸時,貓咪則會盡可能地減少與容器(浴缸)的接觸面積(單純不想碰到水而抵抗=所需時間長),藉此展現出固體的性質。

簡而言之,只要耐心觀察的話,貓咪也能算是液體。

 


更多書本資訊請點此圖
(Visited 202 times, 1 visits today)

分享至
views