Fizyka spadającego kota

Jedni naukowcy wsadzają koty do zamkniętych pudełek, inni nimi rzucają. Zresztą nie tylko nimi, bo również psami, królikami, małpami i kawiami domowymi.

W 1894 roku w renomowanym czasopiśmie „La Nature”, pojawił się błahy – z dzisiejszej perspektywy – artykuł pt. Mechanika zwierząt, opisujący ruch i lądowanie opuszczanych z wysokości kotów. Jego autorem był Étienne-Jules Marey, paryski uczony i entuzjasta fotografii, zmotywowany do wykorzystania swego ekstrawaganckiego (w owym czasie) hobby w pracy badawczej. Miejcie świadomość, że właśnie przedstawiam wam pierwszą w dziejach publikację, mającą za cel wyjaśnienie odwiecznego fenomenu kota „spadającego zawsze na cztery łapy”. Przeciętny zjadacz chleba mógł dotąd przypuszczać, że czworonóg po prostu sprytnie, w ostatniej chwili odpycha się łapką od urządzenia lub rąk puszczającego go człowieka. Inni sądzili, iż zwierzak, w sobie tylko znany sposób, wykorzystuje podczas lotu opór powietrza.

Marey chciał dowieść błędności obu koncepcji i wyjątkowego talentu kotów do manewrowania własnym ciałem, a także udokumentować cały proces przy wykorzystaniu najlepszych, dostępnych mu technologii. Sześćdziesięcioletni uczony przebudował swoją kamerę w ten sposób, aby była w stanie nagrać scenę z prędkością 60 klatek na sekundę. Patrząc na to, iż przeciętny filmik z YouTube’a dysponuje zadowalającymi większość widzów 25-30 klatkami – Marey wyprzedził dla dobra nauki, ówczesną epokę kinematografii.

Jedno ze zdjęć Mareya, zamieszczone w „La Nature”.
Jedno ze zdjęć Mareya, zamieszczone w „La Nature”.
spadajacy kot2

W ten sposób powstała dość znana seria zdjęć, ukazująca klatka po klatce, poszczególne fazy manewru spadającego kocura. Pozwoliła ona na wyciągnięcie następującego wniosku: obie części kociego ciała zdają się w czasie upadku żyć własnym życiem! Lecący w dół kot automatycznie przewraca przednie łapki, głowę i część tułowia; podczas gdy część tylna oraz grzbiet robią wszystko aby zmienić moment pędu. Zauważmy na przykład, że spryciarz w tym samym momencie chowa przednie łapy i wyciąga jak najdalej tylne. Pozwala mu to, niczym baletnicy manipulującej swoimi piruetami, przyśpieszyć obrót przodu swego korpusu i spowolnić ruch tyłu. Wykorzystując tę różnicę, kot traktuje jedną „połówkę” ciała jako punkt podparcia, a gdy się to już uda, analogicznie powtarza to samo z drugą. Uczony nie podjął się próby biologicznego, czy ewolucyjnego wyjaśnienia tego podyktowanego instynktem talentu. Zamiast tego, on jak i kilku jego naśladowców, postanowili podjąć kolejne próby z upadającymi stworzeniami. Testowano spadające psy, małpy, króliki, a nawet kawie domowe (a.k.a. świnki morskie). Dzięki dokładnym kamerom nagrywano poszczególne fazy lotu ptaka i skoku człowieka. Co ciekawe okazało się, że upuszczane gryzonie również nie najgorzej radzą sobie z lądowaniem na czterech łapach. Nawet tłusta świnka!

Przygotowano także bardziej wymagające sprawdziany dla kotów, którym zawiązywano łapki, oczy, uszy. Dowiedziono, że nawet okaleczone zwierzaki, pozbawione ogona lub kończyny, są w stanie wylądować z gracją niedostępną człekokształtnym. 

Literatura uzupełniająca:
Étienne-Jules Marey, Mecanique animale: Des mouvements que certains animaux executent pour retomber sur leurs pieds lorsqu’ils sont precipites d’un lieu eleve, “La Nature”, [online: http://www.biusante.parisdescartes.fr/histoire/medica/resultats/index.php?do=livre&cote=marey176];
D. McDonald, How does a cat fall on its feet, “The New Scientist”, 30 VI 1960.
Czarnobyl: 30 FotoCiekawostek na 30. rocznicę katastrofy Młot na hochsztaplerów. 7 najlepszych akcji Zdumiewającego Randiego Kwantowe interpretacje: obiektywny kolaps GRW