为何猫咪身体似水造？从STEAM角度解构主子身体奥妙！｜星岛教室

更新时间：18:00 2026-04-11 HKT
发布时间：18:00 2026-04-11 HKT

为何猫咪身体似水造？从STEAM角度解构主子身体奥妙！为何主子身体似水造？｜星岛教室

身为爱猫人士，我们常戏称猫咪是家中供养的「主子」。你对主子们有没有足够的了解呢？原来，从STEAM角度分析，猫咪的身体构造堪称工程和物理学上的杰作，让我们来一探究竟。

流体力学 - 主子是水造？

猫咪的身体很灵活及柔软，有人笑言牠们是水造的。新华社图片

主子往往会躲进「不可思议」的地方里，无论是狭窄的缝隙，还是奇形怪状的容器，牠都能似液体一般出入无阻。这勾起了法国物理学家法尔丁 (Marc-Antoine Fardin)的兴趣，甚至用流体力学来分析猫到底可否被视为液体。他的研究中利用「底波拉数」(Deborah Number, De) 来计算，公式如下：

tc︰物质变形后的松弛时间，即猫填满容量所需的时间。
tp︰实验观察的时间，即猫留在容器内的时间。

他指出，若观察时间够长，De或会低于1，表示猫能适应容器形状并「流动」，因而得出猫既是固体也是液体的想法，令他获得了「搞笑诺贝尔物理学奖」。

从工程方面分析当中秘密，原来是因为猫的身体结构符合「解耦结构」。人类的锁骨阔宽，肩膀可移动的范围不大；猫的锁骨只有小小一块，埋在肌肉中，没有与肩胛骨形成固定关节，肩膀便可大幅前后滑动，让牠们的纵向截面积大幅减小，所以只要头部能通过的地方，身体也大多能跟着钻过去。

精密感测 - 胡须「液压避障」

猫须有特别功能。新华社图片

为了在狭窄空间导航，主子配备了精密的「触觉感测器阵列」。这些可媲美工程感测器的阵列，就是人类恨不得全刮掉的胡须。牠们透过胡须，便能探测前方的位置是否能够通过。因为每一根胡须的底部，都紧密连接血囊，就像是个液压感应器。当胡须末端碰到任何障碍物或低频振动（如空气流动），力会透过液体介质瞬间放大，传递到根部密密麻麻的神经末梢，立刻把信号传到主子的大脑。因此，主子即使在漆黑的夜里，也能迅速知道自己能不能通过前方的位置、得悉周围的风吹草动。所以，就算是为了主子们美美的形象，亦千万不要修剪牠们的胡须呢！

光学工程 - 美瞳隐藏机制

猫眼的颜色，究竟是如何决定？新华社图片

猫眼是相当高效的光学采集系统，不仅看起来亮晶晶的、惹人喜爱，功能更是人类难以匹敌的。主子们不用医学美容，也不用激光矫正，全凭自己的一副天生丽质。牠们眼内的虹膜结构非常特殊，视网膜里有一层像镜子一样的「绒毡层」。当光线进入眼睛，这层「镜子」会把部分光线反射回视网膜，提高牠在昏暗环境中的视力，这就是猫眼在黑暗中显得闪闪发亮的原因。

猫咪的眼睛色彩各异，像是戴上了各种彩色隐形眼镜。其实，猫眼的颜色主要由虹膜中黑色素的含量决定：若猫眼的虹膜中黑色素较少，根据「丁达尔效应」与「瑞利散射」，眼睛的颜色由光线与虹膜组织内部的微小颗粒交互作用产生而成。光线在眼球组织中散射，短波长的蓝色被散射出来，因此常会呈现天蓝色；若黑色素较多，绿色、金色，甚至深铜色也会成为主子们美瞳的其中一个选项。

当然，这双眼睛绝非华而不实。牠们的瞳孔由两块像帘子一样的肌肉控制，缩放速度极快，几乎能完全闭合。人类的瞳孔虽然也能放大缩小，但瞳孔面积变化率只有十多倍，变化速度缓慢。相传海盗们为了适应船舱内和甲板上的光线差异，只好戴上眼罩，让两只眼睛分别适应不同强弱的光线。而主子们的瞳孔面积变化率却高达百倍以上，这意味着牠们可以从伸手不见五指的暗室，瞬间切换到极度刺眼的烈日下，视力也不会受影响。而且，牠们垂直的瞳孔能增强深度感与距离判断，在不大幅转头的情况下，也能估计猎物的距离，随时来一招突击！

动态力学 - 「翻身反射」保命

猫咪的身体有很多特点，我们可以从STEAM角度分析。新华社图片

「猫有九条命」这说法流传已逾千年，可能是因为猫咪能飞簷走壁，经常从高处跳出「信仰之跃」，从而产生这个误会。其实，这全靠牠的独门武功「猫翻身反射」。猫的椎骨之间间距较宽，让牠能做出大弧度的弯曲与扭转，当中更应用了「角动量守恒」的原理。猫从高处坠落时，会先弯曲身体，让前半身与后半身的转动惯量不同，再配合四肢收伸与尾巴微调，在空中完成翻转，好让四脚朝下落地，这完美的落地可在不到一秒内大功告成。这种在空中精确、快速旋转身体的秘技，能令牠避免受伤。

令人惊讶的是，猫可爱的肉球竟像是一套高性能的悬吊系统，是避震的典范。肉球内里有大量的脂肪垫，使牠受力时会将撞击力分散至更大面积。而且猫有50多块椎骨，比人类还多，骨中间有软小的椎间盘，提供弹性和缓冲作用。当然，这些构造并不是万能的，主子亦只有宝贵的一条性命，为了守护牠的安危，安装猫窗实在是各位爱猫人士的首要任务。