- 13,836
- 20
- 8 Ноя 2022
Как животные продолжают вдохновлять ученых.
Связь между кошками и физикой имеет давнюю историю. Достаточно вспомнить знаменитый мысленный эксперимент Шрёдингера или недавнее шуточное исследование, доказавшее способность кошек быть одновременно Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся (оно, кстати, даже получило Шнобелевскую премию). Теперь же физик доктор Анксо Биаси из Галисийского института физики высоких энергий пошел еще дальше, разработав Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся , описывающее активность кошек.
Ученый не стал ограничиваться поведением животного отдельно. Вместо этого он сразу взялся за более сложную задачу двух тел – взаимодействие кошки с человеком. В основу исследования легли наблюдения за домашней кошкой по имени Эме (она на фото снизу), хотя автор также консультировался с друзьями, у которых большой опыт общения с животными или есть свои питомцы.
Биаси начал с базовой гипотезы о том, что кошки ведут себя так, будто ощущают некую силу вокруг человека. В своей модели он поместил человека в центр координат (x=0), а положение кошки обозначил как x. Базовое уравнение учитывает массу животного (m) и коэффициент трения, вызванный его усталостью (ϵ).
На основе наблюдений за Эме исследователь выделил семь поведенческих паттернов. К низкоэнергетическим состояниям он отнес такие явления, как сидение на коленях, игнорирование человеческих призывов, рассеянность внимания и колебательные движения во время поглаживания.
Мурлыканье Биаси рассматривает как пример самоподдерживающейся системы. По его словам, когда кошку гладят и она начинает мурлыкать, у человека в мозгу возникает импульс, который заставляет продолжать это действие, что усиливает стабильность процесса. Определенно, многие важные дела, возможно даже серьезные физические открытия, были отложены из-за мурлыкающей кошки на коленях.
Отдельное внимание ученый уделил феномену "зуми" (также известному как периоды френетической случайной активности или FRAP) – состоянию повышенной энергии, когда кошка носится по дому без видимой цели. Для моделирования этого феномена пришлось ввести функцию рандомизации, поскольку даже сама кошка не знает, куда она помчится в следующий момент.
При описании "зуми" Биаси использовал метод Эйлера-Маруямы, который обычно помогает моделировать броуновское движение. В уравнение был добавлен специальный член σf(t), позволяющий рассматривать перемещение кошки как стохастический процесс.
Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся уже получает критические отзывы. Главное замечание касается авторства: Биаси указал себя единственным автором статьи, а свою кошку Эме даже не упомянул по имени в благодарностях, ограничившись общей фразой "автор благодарен своей кошке за вдохновение". Критики считают это несправедливым, приводя в пример известный случай с котом Ф.Д.К. Виллардом - его включили в соавторы научной работы по физике просто за то, что из-за него в тексте появилось множественное число.
Но, конечно, есть и претензии посерьезнее. Например, сильное упрощение действительности: Биаси использует только классическую механику и рассматривает кошку как "точечную частицу, подчиняющуюся законам Ньютона". С учетом известного квантового поведения кошек такой подход выглядит слишком примитивным. К тому же, шутят критики, вряд ли кошка станет подчиняться каким-либо законам - даже ньютоновским.
Автор и сам понимает ограничения своей работы, да и вряд ли стремился создать что-то гениальное. По его словам, уравнения не претендуют на универсальность - у разных кошек описанные закономерности могут проявляться с разной силой. Изначально исследование задумывалось как первоапрельская шутка, но затем Биаси увидел в нем отличный учебный материал для студентов-физиков.
По заверениям ученого, разработанная модель успешно воспроизводит типичное поведение хвостатых и пушистых. Проверить это может любой, кто разбирается в представленных уравнениях и имеет дома кошку. Исследование опубликовано в открытом доступе в American Journal of Physics.
Связь между кошками и физикой имеет давнюю историю. Достаточно вспомнить знаменитый мысленный эксперимент Шрёдингера или недавнее шуточное исследование, доказавшее способность кошек быть одновременно Для просмотра ссылки Войди
Ученый не стал ограничиваться поведением животного отдельно. Вместо этого он сразу взялся за более сложную задачу двух тел – взаимодействие кошки с человеком. В основу исследования легли наблюдения за домашней кошкой по имени Эме (она на фото снизу), хотя автор также консультировался с друзьями, у которых большой опыт общения с животными или есть свои питомцы.
Биаси начал с базовой гипотезы о том, что кошки ведут себя так, будто ощущают некую силу вокруг человека. В своей модели он поместил человека в центр координат (x=0), а положение кошки обозначил как x. Базовое уравнение учитывает массу животного (m) и коэффициент трения, вызванный его усталостью (ϵ).
На основе наблюдений за Эме исследователь выделил семь поведенческих паттернов. К низкоэнергетическим состояниям он отнес такие явления, как сидение на коленях, игнорирование человеческих призывов, рассеянность внимания и колебательные движения во время поглаживания.
Мурлыканье Биаси рассматривает как пример самоподдерживающейся системы. По его словам, когда кошку гладят и она начинает мурлыкать, у человека в мозгу возникает импульс, который заставляет продолжать это действие, что усиливает стабильность процесса. Определенно, многие важные дела, возможно даже серьезные физические открытия, были отложены из-за мурлыкающей кошки на коленях.
Отдельное внимание ученый уделил феномену "зуми" (также известному как периоды френетической случайной активности или FRAP) – состоянию повышенной энергии, когда кошка носится по дому без видимой цели. Для моделирования этого феномена пришлось ввести функцию рандомизации, поскольку даже сама кошка не знает, куда она помчится в следующий момент.
При описании "зуми" Биаси использовал метод Эйлера-Маруямы, который обычно помогает моделировать броуновское движение. В уравнение был добавлен специальный член σf(t), позволяющий рассматривать перемещение кошки как стохастический процесс.
Для просмотра ссылки Войди
Но, конечно, есть и претензии посерьезнее. Например, сильное упрощение действительности: Биаси использует только классическую механику и рассматривает кошку как "точечную частицу, подчиняющуюся законам Ньютона". С учетом известного квантового поведения кошек такой подход выглядит слишком примитивным. К тому же, шутят критики, вряд ли кошка станет подчиняться каким-либо законам - даже ньютоновским.
Автор и сам понимает ограничения своей работы, да и вряд ли стремился создать что-то гениальное. По его словам, уравнения не претендуют на универсальность - у разных кошек описанные закономерности могут проявляться с разной силой. Изначально исследование задумывалось как первоапрельская шутка, но затем Биаси увидел в нем отличный учебный материал для студентов-физиков.
По заверениям ученого, разработанная модель успешно воспроизводит типичное поведение хвостатых и пушистых. Проверить это может любой, кто разбирается в представленных уравнениях и имеет дома кошку. Исследование опубликовано в открытом доступе в American Journal of Physics.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
