光猫的作用,猫能翻身是猫尾巴的作用吗？

  一个顽皮的孩子用双手托起一只猫，使它四脚朝天，然后 突然撒手光猫的作用。孩子本想把猫摔一下取乐，可是出乎他的意料，猫竟能在空中翻身，四脚朝地安全落下。加上脚爪上厚厚的肉垫 与腰腿很强的弹性，安全着地后毫无损伤。1894年，法国科学院的马雷用高速摄影拍下了猫下落的全 部过程。
  照片清楚地证明，仅在下落的最初1/8秒，猫就完成了 翻身的动作。这个结果使许多物理学家惊异不已，猫是用什么办法使自 己转身的呢？前苏联的洛强斯基在他的理论力学教科书中曾提出一种 解释：猫在下降时将尾巴向一个方向急速旋转，这样猫的身体会沿相反的方向翻转过来。
  可是，有人做过计算，由于猫的躯 干与尾巴的质量相差甚大，要想使躯干在1/8秒内转过180度， 尾巴必须在同一时间内向相反方向转动几十圈，才能维持系统 的动量矩为零。这个速度简直可以和飞机螺旋桨的转速比美！ 所以否定了猫尾巴的功能。I960年，英国生理学家麦克唐纳用割去尾巴的猫做试验， 猫照样能在空中灵巧地翻身，因此，这种“转尾巴”理论也是站 不住脚的。
  后来，人们用兔子做类似实验。兔子的尾巴很短，但是兔 子也能很好地翻身。美国学者凯恩对猫的下落的照片作了仔细的研究后，进行 了计算机仿真，为了得到准确的数据，他把一只死猫切成14块 测得质量分别输人电脑，数据的计算结果采用图形输出。图形输出表明，身体灵活的猫，在下落时前半身作一周圆 锥运动，猫的前半身这样运动时，猫的全身作为整体将向相反 方向转动。
  前半身作圆锥运动一周时，全身正好向相反方向转 过180度。这种“弯脊柱”理论很像“转尾巴”理论，不过这里转 动的不是质量很小的猫尾巴，而是猫的整个前半身。兴师动众研究这一问题的目的是因为在现代体育技术和 航空航天技术中有着十分重要的意义。在体育运动中，人体有 许多动作是在腾空阶段完成的。
  如跳高、跳远、体操、蹦床、跳 水等项目中，要求人体在腾空阶段完成一系列复杂的动作。跳 水时人体要完成180度的转体动作，以准确的姿势入水。猫和 兔子知道最优的动作程序，看来，人类要向它们学习。更重要的是在航天中的应用。人习惯在重力下生活，一旦 失去重力，就会身轻如烟似的飘浮在空中，使人感到手脚无所 适从。
  
  假定我们要求宇航员做一个最简单的动作:在静止飘浮 状态下实现转身，即绕纵轴的180度转体。没有经验的宇航员 如果采用地上的转体方法，他将无法完成这个动作。但是如果 研究了猫的翻身，就能设计出好几个动作方案来实现静止转体。 美国航天局设计了一套标准动作来培训宇航员，他们所依据的 基本理论也是来自于对猫翻身的研究。