Der Physiker Dr. Anxo Biasi vom Galizischen Institut für Hochenergiephysik glaubt, etwas entdeckt zu haben, das für seine Disziplin fast ebenso schwer zu fassen ist wie Quantenphänomene: die Gleichung der Katzenbewegung. Oder genauer gesagt, wie sich Katzen in Gegenwart eines Menschen verhalten.
Erwin Schrödinger leistete zwei wichtige Beiträge zur Physik – die Wellengleichung und eine Quantenkatze in Superposition. Felis catus ist seither untrennbar mit der fortgeschrittenen Physik verbunden (obwohl einige argumentieren, dass die Verbindung viel weiter zurückreicht, nämlich bis zu unserer kollektiven Faszination für die flinke Art und Weise, wie Katzen immer auf ihren Füßen landen).
Es schien, als hätte dieser Zusammenhang mit der Verleihung des Ig-Nobelpreises für die Entdeckung, dass Katzen sowohl flüssig als auch fest sein können, seinen Höhepunkt erreicht. Biasi glaubt jedoch, dass zu diesem Thema noch mehr getan werden muss. „Dieser Artikel zielt darauf ab, die Physik für Laien zugänglich zu machen, indem er ein angenehmes Beispiel bietet, anhand dessen mehrere Konzepte der klassischen Mechanik verständlich werden“, schrieb er in einer Erklärung. „Zu diesem Zweck habe ich eine Gleichung erstellt, die das Verhalten einer Katze in Gegenwart eines Menschen modelliert, wobei die Katze als Punktteilchen betrachtet wird, das sich in einem vom Menschen induzierten Potenzial bewegt.“
Obwohl er sich Hilfe bei Freunden holte, die mit dem Verhalten von Katzen vertraut sind, basiert die Arbeit hauptsächlich auf Beobachtungen einer einzelnen Katze, Emme, die mit Biasi zusammenlebt. Er beginnt mit der Hypothese: „Katzen verhalten sich, als würden sie eine Kraft um einen Menschen herum wahrnehmen“, und identifiziert dann sieben Muster in Emmes Bewegungen, die er beschreibt.
Der Forscher stellt jedoch mutmaßlich den Menschen in den Mittelpunkt der Modellierung und definiert seinen Standort als x = 0 und die Position der Katze als x. Wenn m die Masse der Katze und ϵ der Luftwiderstandskoeffizient der Ermüdung der Katze ist, beginnt Biasi mit der Grundformel:
md2x/dt2 = – dV(δ)cat(x)/dx – ϵdx/dt.
Daraufhin verwendete er seine Beobachtungen von Emmets Modellen, um der Formel komplizierende Faktoren hinzuzufügen, wie etwa Schnurren und nächtliche Energieausbrüche.
Biasi sagt: „Es begann als spielerische Idee für den 1. April […] Aber bald wurde mir klar, dass die von mir erstellte Gleichung für Physikstudenten von großem Nutzen sein könnte.“
Das Schnurren einer Katze bietet die Möglichkeit, die Physik eines sich selbst verstärkenden Systems zu demonstrieren. Biasi beispielsweise behauptet: „Man geht davon aus, dass Menschen, wenn eine Katze gestreichelt wird und zu schnurren beginnt, den Impuls verspüren, sie weiter zu streicheln, wodurch die Stabilität des Prozesses verstärkt wird.“ Wer weiß, wie viele Menschen durch die moralisch, wenn nicht physisch unerschütterliche Anziehungskraft einer schnurrenden Katze auf ihrem Schoß von wichtigen Aufgaben abgehalten wurden – vielleicht sogar von großen Durchbrüchen in der Physik?
Biasi glaubt, dass Sitzen auf dem Schoß und fünf weitere Verhaltensweisen – darunter das Nichtbeantworten von Anrufen, Geistesabwesenheit und Kopfschlagen – in den Niedrigenergiebereich fallen. Nächtliche Ausbrüche (auch als Perioden hektischer Zufallsaktivität oder PFSA bekannt) beinhalten jedoch einen höheren Energiezustand. PFSA kann nur durch Einführung einer Zufallsfunktion modelliert werden, denn seien wir ehrlich: Selbst eine Katze weiß nicht, was passieren wird. Um dies zu berücksichtigen, fügt Biasi einen zusätzlichen Term hinzu, σf(t), und behandelt die Bewegungen einer vergrößerten Katze als stochastischen Prozess unter Verwendung der Euler-Maruyama-Methode, die auch zur Modellierung der Brownschen Bewegung verwendet wird.
Es gibt jedoch einige Dinge an der Arbeit, die erwähnenswert sind.
Zum einen wird Biasi als alleiniger Autor des Artikels aufgeführt. Wo ist Aimé? Sogar in den Danksagungen heißt es: „Der Autor ist seiner Katze dankbar, dass sie ihm als Inspirationsquelle dient“, was ein wenig an die Zeit erinnert, als Autoren ihren Frauen für ihre Arbeit dankten, ohne sie namentlich zu erwähnen.
Noch wichtiger ist, dass Biasi anmerkt, dass seine Modellierung vollkommen klassisch ist, wobei die Katze als „ein Punktteilchen betrachtet wird, das der Newtonschen Mechanik gehorcht“. Und angesichts des bekannten Quantenverhaltens von Katzen scheint dies eine erhebliche Vereinfachung zu sein, selbst in dem unwahrscheinlichen Fall, dass eine Katze irgendjemandes Gesetzen gehorcht, einschließlich Newtons. Um fair zu sein, räumt Biasi ein, dass seine Gleichungen „nicht universell sind und einige Katzen eine schwächere Version einiger von ihnen aufweisen können“. Er behauptet auch, dass seine Arbeit „charakteristisches Katzenverhalten reproduzieren“ kann, sodass diejenigen, die seine Gleichungen verstehen und eine Katze zum Beobachten haben, ihre Genauigkeit selbst beurteilen können.
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