Le nouveau livre de Greg Gbur de Yale University Press, « Chute de félins et physique fondamentale, " aborde un sujet étrange pour un physicien :les mystères du chat.

Ou peut-être que ce n'est pas si étrange. Gbour, professeur de physique et de sciences optiques à l'Université de Caroline du Nord à Charlotte et blogueur de longue date de vulgarisation scientifique ("Skulls in the Stars"), note que les chats fascinent depuis longtemps leurs propriétaires humains (ou esclaves humains, selon votre point de vue) avec l'un de leurs super pouvoirs les plus notables - leur capacité à se retourner dans les airs en moins d'une seconde pour atterrir sur leurs pieds. C'est un phénomène qui semble violer les principes de base de la physique, et encore aujourd'hui, après des centaines d'années d'examen par des gens très intelligents, est imparfaitement compris par beaucoup.

Dans le livre, Gbur montre que le phénomène connu sous le nom de "cat flipping, " a attiré des gens pour tenter d'expliquer comment c'est possible... et a conduit à un large éventail de recherches scientifiques, théorie, l'apprentissage et le développement technologique dans le processus. Le livre explore ce qui est essentiellement le cours principal de l'histoire des sciences physiques et montre au lecteur comment la curiosité féline de certains humains pour des choses difficiles à expliquer dans le monde nous a appris à penser scientifiquement. Il montre également comment les explications actuelles du monde physique peuvent à la fois limiter la façon dont nous voyons le monde, et nous met au défi de trouver de nouvelles explications qui nous permettent de mieux le voir.

Il y a beaucoup dans le livre, alors nous avions quelques questions :

Q :Pourquoi les chats ? Pourquoi la science et les chats ? Y a-t-il une histoire ici que nous devrions connaître ?

Gbur :Mon intérêt pour l'intersection de la science et des chats est venu de la rédaction d'articles de blog. Je m'intéresse depuis longtemps à l'histoire des sciences, et il y a quelques années, je suis tombé sur une étude photographique de 1894 d'un chat qui tombait, le premier du genre. J'ai écrit à ce sujet à l'époque, et suivi en faisant un peu plus de recherches sur la physique des chats qui tombent. Plus je regardais, plus j'ai trouvé d'articles sur le sujet ! Je peux maintenant dire que les chats qui tombent ont été étudiés, allumé et éteint, depuis quelque 300 ans, et comptant. Ce qui est bien avec la science des chutes de chats, c'est qu'elle touche à un certain nombre de domaines d'études très divers - pas seulement la physique, mais les neurosciences, robotique, la photographie, et même les voyages dans l'espace.

Q :On nous dit tous que les chats « atterrissent toujours sur leurs pattes » et il semble qu'il devrait y avoir une explication simple pour expliquer comment cela se produit, droit? Ou les chats ont-ils des pouvoirs secrets ?

Gbur :Il existe plusieurs mécanismes que les chats peuvent utiliser et utilisent pour se retourner et atterrir sur leurs pattes. Le plus important, À mon avis, est appelé "plier et tordre, " dans lequel un chat se penche à la taille et fait contre-rotation les moitiés supérieure et inférieure de son corps. Mais la nature, sous forme d'évolution, ne cherche pas la solution la plus simple, il cherche la meilleure solution, Ainsi, toute explication simple du retournement de chat laissera de côté des détails importants.

Q :D'accord, "Cat flipping" n'est évidemment pas un simple problème de physique, puisqu'il vous faut un livre complet pour en discuter. Les gens ont eu du mal à l'expliquer de manière adéquate... Qu'est-ce qui leur a pris autant de temps ? Qu'est-ce qui rend cela si difficile à comprendre ?

Gbur :Mon explication de la raison pour laquelle il a fallu si longtemps pour que la physique s'accorde sur l'explication du "cat flipping" est que nous, en tant que scientifiques et humains, aime trouver des explications simples aux énigmes... et parfois, comme le chat, une explication simple est insuffisante. Les photographies, dont on pourrait penser qu'il donnerait une réponse définitive, agissez plutôt comme une sorte de test de Rorschach :chaque scientifique voit sur les photos ce qu'il veut voir.

Q :Il y a encore beaucoup de théories concurrentes sur le « cat flipping ». Une explication scientifique n'est-elle pas nécessairement meilleure qu'une autre ? Pourquoi les scientifiques se battent-ils ?

Gbur :Habituellement, les scientifiques se battent parce qu'ils sont passionnés par un sujet et sont convaincus que les preuves soutiennent leur explication. Si le sujet n'est toujours pas bien compris, Ensuite, chaque scientifique met en avant son argument le plus fort pour expliquer pourquoi il pense avoir raison. Parfois, bien que, il y a des conflits personnels et politiques qui font se battre les scientifiques, trop. Je discute d'un de ces conflits dans le livre, des années 1890, lorsque deux mathématiciens italiens se sont disputés très vivement au sujet du cat flip.

Q :Vous prenez les chats renversés des illusions perceptives, analyse de vision en stop motion et mécanique de base à la physique des ondes de particules, l'étrangeté quantique et les mathématiques hallucinantes (« phase géométrique » ?). Je suis laissé quelque peu confus et remettant en question la réalité. Ou est-ce que la science tout cela mène au genre qui fait exploser la tête ?

Gbour :Ah ! Bien, il s'avère que le problème de retournement de chat est un exemple particulier d'un phénomène physique connu sous le nom d'anholonomie (que j'explique dans le livre), qui peut être relié au vacillement de la Terre, le comportement de la lumière, et le mouvement des particules quantiques. Le problème du retournement de chat est l'un des premiers exemples de cette anholonomie. Donc, en comprenant comment un chat peut faire ce qu'il fait, nous apprenons simultanément de profonds secrets sur le fonctionnement de beaucoup de physique.

Q :Hamlet de Shakespeare dit « Il y a plus de choses dans le ciel et sur la terre, Horatio, que ce dont vous rêvez dans votre philosophie. » A-t-il raison ? Est-ce que le retournement de chat est quelque chose que vous pensez que la science peut vraiment expliquer à la fin ?

Gbur :Je pense que les détails importants sur le retournement de chat sont déjà "complètement" expliqués, car nous pouvons vraiment dire qu'il y a quatre mouvements qu'un chat peut utiliser pour l'aider à se retourner. Mais chaque chat est différent, et chaque chat peut utiliser une combinaison légèrement différente de ces quatre mouvements pour se retourner. Alors peut-être que nous devons réviser et dire qu'il y a plus de chats au ciel et sur terre ?

Q :Après avoir lu ce livre, J'ai toujours l'impression que les chats sont mystérieux. Je les surprends à me regarder, ou regarder juste derrière moi... parfois, c'est un peu déroutant. Les chats sont-ils magiques ?

Gbur :En tant que parent de chat de longue date, Je suis constamment surpris de tout ce que mes chats découvrent ! Ils ont plus d'intelligence que beaucoup de gens ne le pensent. D'autre part, leur curiosité leur cause souvent des ennuis, c'est pourquoi ils ont besoin d'un réflexe de retournement de chat pour commencer ! Je dis souvent que " les chats sont plus intelligents qu'on ne le pense, mais moins intelligents qu'ils ne le pensent."

Q :Je sais que vous aimez les chats. Les regarder à travers le prisme de toute cette science a-t-il fait quelque chose pour changer cela ?

Gbur :J'aime toujours autant les chats ! j'en suis venu à apprécier, bien que, comme ils sont merveilleusement construits, dans le corps comme dans l'esprit. Ce sont vraiment des créatures magnifiques. Espérons que le livre transmet une partie de cette magnificence.