为什么鞋带总是会自己散开

2018/12/28 16:12:24

为什么鞋带总是会自己散开？在生活里，很多人可能都产生过这种疑问。明明穿鞋子的时候系得牢牢的，可在操场上跑了几圈，或者只是日常行走，它却会在我们不经意的时候散开。疑惑归疑惑，不过大家都不会太过在意，毕竟这只是一件很小的事情。 奥莱利是加州大学伯克利分校机械工程系的教授。他也遇到了这个困扰了我们大多数人的问题：我的鞋带老是散开，我一直不理解为什么会这样。不过，奥莱利却没有像普通人一样一笑而过，他跟这种现象较了真。奥莱利和他的同事克里斯托弗、克里斯丁一起努力，想要了解鞋带不断散开背后的机理。 我们从同事那儿借了个高速运镜。奥莱利说道，该研究的共同作者克里斯丁穿着跑鞋在跑步机上跑，由慢速镜头记录这一切，你可以清晰地看见鞋带散开的完整过程。根据结果来看，当你的脚碰到地面时，系好的结需要很大的力，有时甚至是重力的7倍才能分解了结。同时，鞋带随着你的步伐一起拍打摇晃，又增添了额外的力。这些力结合起来，鞋带就很轻松在散了。 研究员也用不同的打结方式把鞋带系在钟摆上来系统化测试哪些结更结实，哪些结很弱。有些结虽然相比其他更结实，但最后所有的结还是散了。 不过，科学家越了解物理系统，数学模型就会越做越好，他们建模新东西时也能获得更多。也许有朝一日，只有我们让这个结自己散开它才会散开。 奥莱利强调这只是开始，并不是结局。为什么结总是散，究竟是什么使一个结实的结变得不结实，这一点还没搞明白。而且关于结的更广泛的物理力学，还有当你对它施加不同大小的力时它会变成什么样子，这些其实都还是谜。表面上看，理解结似乎没什么大问题，毕竟人可以总是穿一脚蹬。 当然，结还有更广泛的应用。当你说到‘结’结构时，如果你能理解鞋带，那你就可以把它的原理应用在其他方面，比如DNA等微观结构。克里斯丁称，这是理解为什么某种‘结’要比其他‘结’更结实的第一步，但没人真正理解过。 同样，结除了用在鞋带上还用在了很多地方，如果应用不当那么会导致十分严重的后果。航行时的帆、剧院椽子上挂着的灯……一个没有扎紧的‘结’很可能会夺走一条鲜活的生命，要知道，这绝不是危言耸听。 知道力是怎样作用于一个‘结’对外科手术缝合来说很重要。奥莱利说。医生和研究员测试缝合很多次，他们打好一个结，再用办法把它散开，就是想看看什么样的线和什么样的结能够结合很好并且持续很久。 目前，奥莱利和同事们关于鞋带散开的研究结果已发表在《皇家学会报告A》上。奥莱利说：一开始有很多人不理解我们的研究，觉得这很无聊。我想说的是，在科学上，从来没有无聊的事情，因为每一件看似简单的事情背后，都隐藏着我们看不见的玄妙。如果能把它们研究出来，会对我们的生活产生很大的影响。

郭纬 插图

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