大多數當代物理學家關心的是技術上的、宏觀上的問題，如為什麼中微子有質量，而標準模型說它們不應該有質量？
為什麼量子場論和廣義相對論是不可調和的，即使它們在經驗上都是有效的？
核聚變能作為一種有效的能源嗎
等等。
這些問題很重要，但並不是每天都要問的問題，公眾關心的實際問題。例如，貓是液體還是固體？
最早認真研究這個問題的研究員似乎是一個名叫湯姆的人，通過題為《貓是液體的15種證據》發表了他的發現。湯姆
從15個實驗的結果中得出（這些實驗使用了各種品種的貓和不同形狀的容器），貓有傾向於呈現它們容器的形狀，這是液體和氣體的基本屬性。此外，在實驗中，貓的體積變化可以忽略不計，而體積變化是液體的一種特性。
也許是對湯姆的研究的嚴格定性不滿意，同年晚些時候，法丁進行了進一步的研究，他對液體進行了更嚴格的定義，並在題為「貓的流變性」的論文中討論了這個問題。
法丁發現，與最初的研究相比，貓表現出更豐富、更複雜的流變行為，因此嚴格地說貓是液體並不恰當。
法丁使用現代流變學的語言來討論這個問題。現代流變學是力學的一個分支，研究同時具有流體和固體特性的材料的運動。
流變學本身是連續介質力學的一個分支，它研究宏觀物質體的運動，這些宏觀物體被假定完全填滿了它們所占據的空間（即忽略分子結構和其他微觀缺陷和不連續）。
連續介質力學中所研究的材料類型可以根據其形狀改變的難易程度來衡量。
一端是理想牛頓流體，它對施加的應力完全沒有抵抗作用，只要施加了應力，不管應力有多弱，它就會變形。
另一端是理想剛體，它在任何應力下都不會變形，無論應力有多強。
因為流動運動是由微小的變形形成的，我們也可以說，牛頓流體只能流動，不能被推動，而剛體是一種只能被推而不能流動的物質。流變學研究的是介於液體和固體之間的物質的運動。
例如，冰川是由固體冰組成的，在短時間內觀察它們時，它們看起來是固體的，但在足夠長的時間尺度上，冰川會移動和流動，就像一條河流。
普通液態水也表現出類似的行為。
當水球被刺破時，水不會立即濺出來。
在極短的一瞬間，水大致保持了氣球的形狀。
這表明，在很短的時間內，水具有類似固體的行為，只有在觀察足夠長的時間後才開始像液體一樣。
這是一個普遍趨勢的兩個例子，一個物質樣本在很長一段時間內更像液體，而在很短一段時間內更像固體。
為了確定在特定的實驗中，材料樣品更像固體還是液體，我們給該材料指定一個參數De：
在這個公式中，T是實驗持續時間，τ稱為鬆弛時間，是一個特徵時間尺度，給定的材料傾向於進行變形過程。
在實驗中，De大於1表示物質更像固體，而小於1表示物質更像液體。
在他的論文中，法爾丁假設實驗時間是完全受控的，因此他研究了鬆弛時間，以確定貓在多大程度上是液體。
法爾丁進行了一個非常簡單的研究，以找出鬆弛時間的可能取值範圍。
利用數值模擬技術，法丁得出結論，貓在1秒的實驗時間尺度上表現得像固體。
我們也可以通過觀察貓從一個很小的高度掉下來來得出同樣的結論，當貓用腳著地時，它會表現得像一個固體。
從更長的時間尺度來看，法爾丁考慮了下面這個小貓坐在酒杯里的例子：
在這個例子中，小貓在進入平衡狀態後，「匹配」了容器的幾何形狀，因此它的行為就像液體一樣。
通過對貓的觀察，可以發現它們「變形」所需的時間，在一個容器里安頓不超過幾分鐘，所以可以說貓在1分鐘的時間尺度上表現得像液體。
由於貓在1秒的實驗時間尺度上表現得像固體，而在1分鐘的實驗時間尺度上表現得像液體。
所以問題的答案是肯定的。
在至少60秒的時間裡，一隻放鬆的貓會變成液體，也就是說，類液體的動力學行為會「壓倒」類固體的動力學行為。
法爾丁還順便指出，長毛貓也可以表現得像氣體，因為它們的皮毛可以膨脹到裝滿一個容器。
現在我們將討論法丁研究過的貓的其他一些流變學特性。
在他的實驗中，法爾丁將鬆弛時間τ視為一個標量，但情況不一定是這樣。
一般來說，τ是一個被稱為二階張量的量，這意味著它依賴於參考系的選擇。
特別是，τ可以依賴於應力作用於樣本的方向，相對於固定在樣本中的一組坐標軸，稱為主坐標軸。
主軸可以用來有效地描述樣品的方向，它們可以被認為提供了一個坐標系統，根據樣品的幾何形狀和密度分布，在某種意義上是「自然的」。
一個剛硬且密度均勻的立方體的主軸從中心開始，並指向各個面。
這個立方體對施加在表面上的力的響應將取決於力的方向和施力點相對於主軸的坐標。
對於具有更複雜幾何形狀的物體，特別是可變形物體，主軸的確定要複雜得多，我們在這裡就不討論了。
然而，如果物體的長度遠遠超過其寬度或深度，那麼將其長軸（沿物體長度方向穿過質心的一條線）稱為主軸是有意義的。
沿著主軸的變形叫做拉伸，而垂直於主軸的變形叫做剪切。
在沒有容器的情況下，貓似乎更喜歡縱向放鬆，背挺直，就像下面這個例子。
有些貓甚至會故意尋找長容器：
這表明貓在拉伸變形時的鬆弛時間比在剪切變形時的鬆弛時間短，所以貓在明顯長於容器寬的容器中「更像液體」。
所以貓是液體還是固體的問題不僅取決於觀察時間，還取決於容器的幾何形狀。
摩擦學是研究接觸和相對運動的表面的學科。
當一個表面是固體，一個表面是液體時，我們可能感興趣的是液體是否「潤濕」固體表面。
當液滴在某一特定的表面上自由地擴散時，液體被稱為濕潤。
這是因為固體表面和液體之間的分子間的力足以壓倒表面張力。
另一方面，當表面張力大於分子間的力時，液體保持液滴的形狀，我們說液體沒有濕潤表面。
對於水，我們說水潤濕親水錶面，而不潤濕疏水錶面。
一個極其難以潤濕的表面，如液滴保持接近球形的形狀，被稱為超疏水錶明。
荷葉上的一滴水。
荷葉是超疏水的。
根據這一術語，如果貓在一個表面上自由地伸展，很容易保持接觸，那麼這個表面就是「愛貓的」，否則就是「厭貓的」。
法爾丁提供了一個超厭貓表面的例子，比如一個草籃。
目前還沒有足夠的證據來得出任何關於超厭貓原因的結論，凱西-巴克斯特模型可能是合適的。
凱西-巴克斯特的模型表明，微觀粗糙的表面，如荷葉，是超疏水的，因為表面張力導致液滴停留在表面微觀紋理的凸起上。
一個水滴在荷葉表面的圖。
荷花進化出了超疏水的葉子，這樣水滴就可以清潔葉子。
然而，這種「荷葉效應」將是相反的。
不是粗糙的表面排斥光滑的水滴，而是粗糙的皮毛排斥光滑的表面，在這個例子中是籃子的光滑表面。
為了進一步支持這一觀點，法爾丁指出，貓更喜歡在粗糙的表面上展開，例如下面這個極端的例子：
從實際經驗來看，我們知道貓似乎更喜歡躺在粗糙的表面上，比如地毯、枕頭和鍵盤。
另一方面，貓很難與非常光滑的表面保持接觸，比如瓷磚地板。
特別是，貓對水面的親和力極低：
當物質在其體積內各處不斷變形時，就發生了流動。
當變形速率非常大時，被稱為二次流的更為複雜的流體行為開始出現，最終，當變形速率足夠大時，流動變成了湍流。在鬆弛時間為τ的實驗中，流態由雷諾數-魏森伯格數給出：
式中γ為變形速率的大小。
對於
Rw<1，流動簡單穩定。
這叫做層流。
對於
Rw=1，二次流開始變得明顯。
隨著Rw持續增加超過1，流動運動開始分解，並轉變為湍流，
這被稱為不穩定性。
從穩定流到湍流的過渡
那麼，貓是否會因為Rw值的增加而表現出流動不穩定性呢？
漩渦是湍流最簡單的例子之一。
渦流是流體繞軸旋轉時的流動，如下圖所示：
由經過的飛機機翼引起的旋渦運動。
法丁舉了一隻貓在圓柱形容器中旋轉的例子，來說明貓確實有旋轉運動：
此外，貓甚至可以在沒有容器的情況下進行渦旋運動：
所以湍流是可能的，但是有一個主要的複雜性。
法爾丁解釋說，貓不同於水或空氣等簡單的「被動」液體，它們是「主動的」，這意味著它們有自己的原動力，可以在不受外界影響的情況下自發移動。
因此，貓可能經歷紊流運動，即使受到可忽略的應力。
這意味著我們還不能最終確定增加Rw是否一定會導致貓流動不穩定。
顯然這是個笑話。
這裡和法丁論文里的一切顯然都是荒謬的。
也就是說，除了一些巧妙的雙關語和延伸到極限的術語，法丁所寫的內容在技術上都是真實的。
這裡的要點是，假裝「貓是液體的」這一模因能夠讓玩家在連續介質力學（現代物理學的主要部分，也是機械和土木工程的基礎）中引入許多重要理念。
文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/ed95ce46084e3a197a9b2af22f12f45d.html