Fysiker Dr. Anxo Biasi ved Galician Institute for High Energy Physics mener han har oppdaget noe nesten like unnvikende for sin disiplin som kvantefenomener: ligningen for kattens bevegelse. Eller, mer presist, hvordan katter oppfører seg i nærvær av et menneske.
Erwin Schrödinger ga to store bidrag til fysikk - bølgeligningen og en kvantekatt i superposisjon. Felis catus har vært uløselig knyttet til avansert fysikk siden den gang (selv om noen hevder at forbindelsen går mye lenger tilbake, til vår kollektive fascinasjon av den kvikke måten katter alltid lander på beina).
Det så ut til at denne forbindelsen kunne ha nådd sitt høydepunkt med tildelingen av Ig Nobelprisen for oppdagelsen av at katter kan være både flytende og faste. Biasi mener imidlertid at det fortsatt er mer å gjøre på temaet. "Denne artikkelen tar sikte på å gjøre fysikk tilgjengelig for ikke-spesialister ved å tilby et hyggelig eksempel der det er mulig å forstå flere konsepter innen klassisk mekanikk," skrev han i en uttalelse. "For dette formål har jeg konstruert en ligning som modellerer oppførselen til en katt i nærvær av et menneske, den førstnevnte blir betraktet som en punktpartikkel som beveger seg i et potensial indusert av mennesket."
Selv om han søkte hjelp fra venner som er kjent med katteatferd, er arbeidet først og fremst basert på observasjoner av en enkelt katt, Emme, som deler hjem med Biasi. Han begynner med hypotesen: «Katter oppfører seg som om de oppfatter en kraft rundt et menneske», identifiserer deretter syv mønstre i Emmes bevegelser som han beskriver.
Imidlertid plasserer forskeren overmodig mennesket i sentrum av modelleringen, og definerer stedet som x=0 og kattens posisjon som x. Hvis m er massen til katten og ϵ er motstandskoeffisienten for kattens tretthet, starter Biasi med den grunnleggende formelen:
md2x/dt2 = – dV(δ)cat(x)/dx – ϵdx/dt.
Derfra brukte han sine observasjoner av Emmets modeller for å legge til kompliserende faktorer til formelen, som spinnende og nattlige energiutbrudd.
Biasi sier: "Det startet som en leken idé for aprilsnarr […] Men jeg innså snart at ligningen jeg hadde laget kunne være til stor nytte for fysikkstudenter."
Kattens spinning gir en mulighet til å demonstrere fysikken til et selvforsterkende system, for eksempel med Biasi som hevder: «Det er en hypotese at når en katt blir klappet og begynner å spinne, har folk en tendens til å føle en impuls til å fortsette å klappe den, og dermed forsterke stabiliteten i prosessen." Hvem vet hvor mange mennesker som har blitt forsinket fra viktige oppgaver – kanskje til og med fra store gjennombrudd innen fysikk – av den moralsk om ikke fysisk urokkelige dragningen av en spinnende katt på fanget?
Biasi mener at lap sitting og fem andre atferder – inkludert ikke å svare på anrop, fravær og head-banking – faller innenfor lavenergiområdet. Imidlertid innebærer nattlige utbrudd (også kjent som perioder med frenetisk tilfeldig aktivitet, eller PFSA) en høyere energitilstand. PFSA kan bare modelleres ved å introdusere en tilfeldig funksjon, for la oss innse det, selv en katt vet ikke hva som kommer til å skje. Biasi legger til et ekstra begrep, σf(t), for å gjøre rede for dette, og behandler bevegelsene til en forstørret katt som en stokastisk prosess, ved å bruke Euler-Maruyama-metoden, som også brukes til å modellere Brownsk bevegelse.
Det er imidlertid et par ting ved arbeidet som er verdt å merke seg.
For det første er Biasi oppført som den eneste forfatteren av papiret. Hvor er Aimé? Til og med anerkjennelsene lyder: "Forfatteren er takknemlig for katten sin for å være en inspirasjonskilde," som er litt av et uheldig tilbakeblikk til tiden da forfattere ville takke konene sine for arbeidet uten å nevne dem ved navn.
Mer betydelig bemerker Biasi at hans modellering er helt klassisk, med katten betraktet som "en punktpartikkel som adlyder Newtonsk mekanikk." Og gitt den etablerte kvanteatferden til katter, virker dette som en alvorlig forenkling, selv i det usannsynlige tilfellet at en katt ville adlyde noens lover, inkludert Newtons. For å være rettferdig, erkjenner Biasi at ligningene hans "ikke er universelle, og noen katter kan ha en svakere versjon av noen av dem." Han hevder også at arbeidet hans kan "reprodusere karakteristisk katteatferd", slik at de som er i stand til å forstå ligningene hans og har en katt å observere, kan bedømme nøyaktigheten deres selv.
Illustrasjonsfoto av Pixabay: https://www.pexels.com/photo/white-and-grey-kitten-on-brown-and-black-leopard-print-textile-45201/
