為什麽貓走路總是悄無聲息，而狗走路就能聽到聲音？

在進入正文前，得介紹一些走路的知識。

人走路的時候，先擡起腳，同時臀部位置上升，動能儲存為勢能，達到最高點的時候， 勢能（PE） 最大；當放下腳的時候， 全部的勢能轉化為動能（KE） ，推動另一只腳向前，如此反復下去，就達到了能量轉換的迴圈。

這就類似於一種鐘擺的機械能交換。理想情況下，如果 PE 和 KE 的漲落正好相反，並且振幅相同，那麽系統的外部機械能總量保持不變，不需要任何能量輸入來維持運動。

在現實中，不可能回收所有的機械能，總會失真失。如果一種動物能夠回收越多的機械能，那麽它對能量的利用效率就越高，越節能。

不同的動物有不同的體態、不同的行走方式，這就導致了有的動物走路費力，有的走路省力。

2004年的研究中發現，狗在走路的時候可以恢復70%的機械能 ^[1] 。

那貓呢？

Daniel Schmitt 做了一個實驗 ^[2] ，找來了6只貓，讓它們在一個6米長的跑道上自由行走，跑到上安裝了測力板。同時，會在貓咪的肩、肘、腕 、髖、膝、踝和跖趾關節處做標記，拍攝貓咪在運動時關節的位置變化。收集數據後計算貓走路的勢能和動能的變化。

直接說結果，這些貓走路的時候，腳步間隔均勻穩定，平均可以恢復17%的能量，最大只有37.9%，遠遠低於狗的70%。

也就說，貓咪的走路方式是非常不省力的，這就是走路悄咪咪的代價。 在論文裏，貓步也被稱為隱身步態。

貓走路省力和它步幅有一定關系。貓在悄咪咪走路的時候，會采取更多的蹲伏姿勢，重心靠近地面，步幅更大。貓的步幅角度在25%左右，而之前的研究中，狗的只有15%。

研究觀察到，步幅角度越大，能量回收效率越低。下圖是能量回收效率和步幅角度的關系：

相對於貓來說，狗跑的距離更遠，在長途行走中需要節省能量；貓更傾向於跟蹤獵物，安靜才是關鍵，所以放棄了能量效率。

另一個研究也可以從側面說明一貓走路確實更費力。

2014年，科學家找了24只貓和24只狗，測試它們的前肢和後肢對地面的作用力。貓在向前推進的時候，對地面的垂直方向的力大約為3.89 n/kg，狗只有3.03 n/kg ^[3] 。

可以推測， 不只是貓咪，所有的貓科動物都會犧牲能量效率，來獲得更隱身的步態，提高捕獲動物的概率。

不夠安靜的話只能和下面這位一樣了。

這只貓走路更可愛（因為貓貓和馬在一起生活，所以走路有馬的姿態……

參考

1. ^ Griffin TM, Main RP, Farley CT (2004) Biomechanics of quadrupedal walking: how do four-legged animals achieve inverted pendulum-like movements? Journal of Experimental Biology 207: 3545–3558.
2. ^https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0003808
3. ^https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1090023314002810