為何貓咪身體似水造？從STEAM角度解構主子身體奧妙！｜星島教室

更新時間：18:00 2026-04-11 HKT
發佈時間：18:00 2026-04-11 HKT

為何貓咪身體似水造？從STEAM角度解構主子身體奧妙！為何主子身體似水造？｜星島教室

身為愛貓人士，我們常戲稱貓咪是家中供養的「主子」。你對主子們有沒有足夠的了解呢？原來，從STEAM角度分析，貓咪的身體構造堪稱工程和物理學上的傑作，讓我們來一探究竟。

流體力學 - 主子是水造？

貓咪的身體很靈活及柔軟，有人笑言牠們是水造的。新華社圖片

主子往往會躲進「不可思議」的地方裏，無論是狹窄的縫隙，還是奇形怪狀的容器，牠都能似液體一般出入無阻。這勾起了法國物理學家法爾丁 (Marc-Antoine Fardin)的興趣，甚至用流體力學來分析貓到底可否被視為液體。他的研究中利用「底波拉數」(Deborah Number, De) 來計算，公式如下：

tc︰物質變形後的鬆弛時間，即貓填滿容量所需的時間。
tp︰實驗觀察的時間，即貓留在容器內的時間。

他指出，若觀察時間夠長，De或會低於1，表示貓能適應容器形狀並「流動」，因而得出貓既是固體也是液體的想法，令他獲得了「搞笑諾貝爾物理學獎」。

從工程方面分析當中秘密，原來是因為貓的身體結構符合「解耦結構」。人類的鎖骨闊寬，肩膀可移動的範圍不大；貓的鎖骨只有小小一塊，埋在肌肉中，沒有與肩胛骨形成固定關節，肩膀便可大幅前後滑動，讓牠們的縱向截面積大幅減小，所以只要頭部能通過的地方，身體也大多能跟着鑽過去。

精密感測 - 鬍鬚「液壓避障」

貓鬚有特別功能。新華社圖片

為了在狹窄空間導航，主子配備了精密的「觸覺感測器陣列」。這些可媲美工程感測器的陣列，就是人類恨不得全刮掉的鬍鬚。牠們透過鬍鬚，便能探測前方的位置是否能夠通過。因為每一根鬍鬚的底部，都緊密連接血囊，就像是個液壓感應器。當鬍鬚末端碰到任何障礙物或低頻振動（如空氣流動），力會透過液體介質瞬間放大，傳遞到根部密密麻麻的神經末梢，立刻把信號傳到主子的大腦。因此，主子即使在漆黑的夜裏，也能迅速知道自己能不能通過前方的位置、得悉周圍的風吹草動。所以，就算是為了主子們美美的形象，亦千萬不要修剪牠們的鬍鬚呢！

光學工程 - 美瞳隱藏機制

貓眼的顏色，究竟是如何決定？新華社圖片

貓眼是相當高效的光學採集系統，不僅看起來亮晶晶的、惹人喜愛，功能更是人類難以匹敵的。主子們不用醫學美容，也不用激光矯正，全憑自己的一副天生麗質。牠們眼內的虹膜結構非常特殊，視網膜裏有一層像鏡子一樣的「絨氈層」。當光線進入眼睛，這層「鏡子」會把部分光線反射回視網膜，提高牠在昏暗環境中的視力，這就是貓眼在黑暗中顯得閃閃發亮的原因。

貓咪的眼睛色彩各異，像是戴上了各種彩色隱形眼鏡。其實，貓眼的顏色主要由虹膜中黑色素的含量決定：若貓眼的虹膜中黑色素較少，根據「丁達爾效應」與「瑞利散射」，眼睛的顏色由光線與虹膜組織內部的微小顆粒交互作用產生而成。光線在眼球組織中散射，短波長的藍色被散射出來，因此常會呈現天藍色；若黑色素較多，綠色、金色，甚至深銅色也會成為主子們美瞳的其中一個選項。

當然，這雙眼睛絕非華而不實。牠們的瞳孔由兩塊像簾子一樣的肌肉控制，縮放速度極快，幾乎能完全閉合。人類的瞳孔雖然也能放大縮小，但瞳孔面積變化率只有十多倍，變化速度緩慢。相傳海盜們為了適應船艙內和甲板上的光線差異，只好戴上眼罩，讓兩隻眼睛分別適應不同強弱的光線。而主子們的瞳孔面積變化率卻高達百倍以上，這意味着牠們可以從伸手不見五指的暗室，瞬間切換到極度刺眼的烈日下，視力也不會受影響。而且，牠們垂直的瞳孔能增強深度感與距離判斷，在不大幅轉頭的情況下，也能估計獵物的距離，隨時來一招突擊！

動態力學 - 「翻身反射」保命

貓咪的身體有很多特點，我們可以從STEAM角度分析。新華社圖片

「貓有九條命」這說法流傳已逾千年，可能是因為貓咪能飛簷走壁，經常從高處跳出「信仰之躍」，從而產生這個誤會。其實，這全靠牠的獨門武功「貓翻身反射」。貓的椎骨之間間距較寬，讓牠能做出大弧度的彎曲與扭轉，當中更應用了「角動量守恆」的原理。貓從高處墜落時，會先彎曲身體，讓前半身與後半身的轉動慣量不同，再配合四肢收伸與尾巴微調，在空中完成翻轉，好讓四腳朝下落地，這完美的落地可在不到一秒內大功告成。這種在空中精確、快速旋轉身體的秘技，能令牠避免受傷。

令人驚訝的是，貓可愛的肉球竟像是一套高性能的懸吊系統，是避震的典範。肉球內裏有大量的脂肪墊，使牠受力時會將撞擊力分散至更大面積。而且貓有50多塊椎骨，比人類還多，骨中間有軟小的椎間盤，提供彈性和緩衝作用。當然，這些構造並不是萬能的，主子亦只有寶貴的一條性命，為了守護牠的安危，安裝貓窗實在是各位愛貓人士的首要任務。