猫从高空下落为什么总是脚着地？猫从高空坠落为什么总能四脚着地

如果你曾经和猫咪一起玩耍过，或者观察过它们的行为，你就会发现，不论猫咪用什么姿势跳下来，它们似乎总能四脚着地，而不会仰面摔倒。这是不是很神奇呢？

科学家们对这件事也比较好奇，他们花了大概差不多一百年的时间研究这个问题。我们首先将问题转换成物理学语言，就是一只猫如何在坠落过程的参考系统中，从四脚朝天变成脚朝下，而不违反角动量守恒定律？因为对于人类来讲，在自由落体的过程中，一旦角动量起始朝着某个方向，就无法停下来，而猫咪却可以。

在高速摄影机的帮助下，我们可以发现猫咪在空中特殊的动作。当一只猫坠落时，所做的第一件事是搞明白上下，它会用耳朵中的半规管或是眼睛来判断方向。在下坠过程的一开始，猫咪并没有转动，而是在掉到一半的时候才转动，然后调整身体继续坠落。这似乎违反了牛顿第一定律，因为并没有任何外力作用。

再来一次试验，发现猫咪在坠落时，她的尾巴会以一个和身体转动相反的方向转动，难道和它们的尾巴有关系？事实上，没有尾巴的猫咪也能四脚着地，尾巴并不是问题的关键。上世纪60年代，为了研究人类的失重情况，他们带了几只猫咪进行无重力飞行实验。当它们转动猫的尾巴去翻身时，并没有用，而是失去控制的下坠。但是当猫咪拱起背部然后做出动作时，有趣的事情发生了。看来我们有点头绪了。猫咪在下落过程中，会收起前爪，让脊柱旋转的更快，和花样滑冰运动员旋转是一样的道理。然后踢后腿，旋转屁股，增加转动惯量并停止前半身转动。所以前面非常强力的扭动等同于后方很小力、相反方向的扭动，而力矩相互抵消。通过这样的方式，猫咪从头开始把身体逐渐摆正，然后伸展四脚准备着地。这一切都源自猫咪快速的神经反射—空中翻正反射。有了这种反射，猫咪在1秒钟不到的时间里就可以让四脚朝向地面。

不过，如果猫咪跳下来的位置太低，那么它们就可能没有足够的时间调整好身体的姿势了。所以你也会看到跳下来以后身体不太稳的猫咪。这背后都是生物学和物理学在起作用呀。