物理学家用方程成功建模猫与人互动行为，成果载于《美国物理学杂志》

近日，理论物理学家Anxo Biasi的研究引起了广泛关注，他成功将猫与人之间的互动行为通过物理方程进行建模，并将这一成果发表在《美国物理学杂志》上。研究的灵感源自他对自家猫Eme的观察，Biasi突发奇想是否可以将猫视为在给主人施加势场中的点粒子，根据物理规律描述猫的行为。

在他的研究中，Biasi构建了一套“猫运动方程”，成功定性再现了多种猫与人之间的互动特性。这项研究的独特之处在于，尽管以往有研究探讨猫的一些基本特点，例如它们四脚着地的能力，但这次则是首次以方程的方式对猫在与人交互时的典型行为进行全面建模，包括在夜间疯狂跑动等行为，形象地捕捉了猫与主人之间的微妙关系。

在构建猫运动方程之前，Biasi对猫的常见行为进行了详细探讨，定义了猫与人互动中的七种常见场景，包括猫休息时与人保持的距离、抚摸时的反应、对呼唤的响应等。这一过程是基于对猫的日常观察而进行的理论分析，未进行实际的动物实验，因此研究结果主要依赖于观察和物理模型的理论推导。

在这些场景中，Biasi将猫视为一个点粒子，假设在与人相互作用过程中，猫的行为受到势能场的影响。通过对外部势能和摩擦项的考虑，他设计了遵循牛顿力学的动力学模型，表达了猫在与人之间的情感依恋程度，以及猫如何在不同刺激影响下做出反应。根据研究，当猫与主人之间的情感联系增强时，猫对主人的依赖程度也相应提高。

通过对方程的求解，Biasi成功地将猫的运动行为与多个实际情境进行了映射。例如，猫在休息时通常与主人保持一定的距离，这种行为可以用方程中的全局最小值来解释。当猫被人抚摸时的轻微摆动，以及猫被称呼时的不怎么回应等行为，也都能在他的方程中找到合理的解释。他进一步分析了猫在受到呼唤时的反应和可能的分心现象，这揭示出猫的懒散特性和对周围刺激的注意力分散。

Biasi的研究还探讨了猫在夜间“zoomies”的行为，这一充满活力的状态在方程中也得到了体现。通过引入随机强迫项，Biasi成功模拟了猫在急速移动时，受到摩擦力的影响以及如何在不同的活动状态下切换。

在研究一点，Biasi定义了猫的呼噜声作为一种稳定机制，通过这种声音，主人通常会心甘情愿地继续抚摸猫，从而增强了双方的情感纽带。呼噜声的分析进一步丰富了猫与人之间互动模型的内涵，使得这一模型不仅可以用来解释猫的行为，还能为经典力学的教学提供生动的实例。

这项研究虽然起初是出于一种趣味性思考，但最终却以科学的严谨性展现出来，代表着动物行为学和物理学之间的有趣交叉。Biasi本人对此表示，这一模型的建立不仅丰富了对猫行为的理解，也为学生提供了一个以猫为题材的物理学习新鲜视角。

Biasi的研究不仅限于猫与人之间的互动，他的模型还有可能扩展到其他动物之间的行为研究，探索猫与其他猫、狗与狗或者狗与人之间的互动关系，进一步揭示动物行为的普遍规律。

Anxo Biasi通过这项开创性的研究，不仅将猫与人之间的互动行为以一种全新的方式呈现出来，也为科学教育带来了新的启示和趣味，使得繁复的物理概念能够通过日常生活中的小动物粘合在一起。这一成果彰显了科学思维的独特魅力，也向我们展示了科学研究的广阔边界。