「這將會成為流體力學界中，備受關注的重要議題」——貓咪真的是液體嗎？

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。」

文字：五十嵐杏南｜譯者：鄭世彬

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：「貓咪真的是液體嗎？」

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。

他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。」

透過笛波拉數進行計算後，他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。

同場加映

本文摘錄自《貓咪是液體嗎？40個最奇葩的搞笑諾貝爾獎主題》，三民出版
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責任編輯：古家萱
核稿編輯：林君玶

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