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為什么鞋帶總是會(huì)自己散開
摘要：
為什么鞋帶總是會(huì)自己散開？在生活里，很多人可能都產(chǎn)生過這種疑問。明明穿鞋子的時(shí)候系得牢牢的，可在操場上跑了幾圈，或者只是日常行走，它卻會(huì)在我們不經(jīng)意的時(shí)候散開。疑惑歸疑惑，不過大家都不會(huì)太過在意，畢竟..
艾邁特園林12月28日消息：“為什么鞋帶總是會(huì)自己散開？”在生活里，很多人可能都產(chǎn)生過這種疑問。明明穿鞋子的時(shí)候系得牢牢的，可在操場上跑了幾圈，或者只是日常行走，它卻會(huì)在我們不經(jīng)意的時(shí)候散開。疑惑歸疑惑，不過大家都不會(huì)太過在意，畢竟這只是一件很小的事情。
奧萊利是加州大學(xué)伯克利分校機(jī)械工程系的教授。他也遇到了這個(gè)困擾了我們大多數(shù)人的問題：我的鞋帶老是散開，我一直不理解為什么會(huì)這樣。不過，奧萊利卻沒有像普通人一樣一笑而過，他跟這種現(xiàn)象較了真。奧萊利和他的同事克里斯托弗、克里斯丁一起努力，想要了解鞋帶不斷散開背后的機(jī)理。
“我們從同事那兒借了個(gè)高速運(yùn)鏡。”奧萊利說道，“該研究的共同作者克里斯丁穿著跑鞋在跑步機(jī)上跑，由慢速鏡頭記錄這一切，你可以清晰地看見鞋帶散開的完整過程。”根據(jù)結(jié)果來看，當(dāng)你的腳碰到地面時(shí)，系好的“結(jié)”需要很大的力，有時(shí)甚至是重力的7倍才能分解了結(jié)。同時(shí)，鞋帶隨著你的步伐一起拍打搖晃，又增添了額外的力。這些力結(jié)合起來，鞋帶就很輕松在散了。
研究員也用不同的打結(jié)方式把鞋帶系在鐘擺上來系統(tǒng)化測試哪些“結(jié)”更結(jié)實(shí)，哪些“結(jié)”很弱。有些“結(jié)”雖然相比其他更結(jié)實(shí)，但最后所有的“結(jié)”還是散了。
不過，科學(xué)家越了解物理系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型就會(huì)越做越好，他們建模新東西時(shí)也能獲得更多。也許有朝一日，只有我們讓這個(gè)“結(jié)”自己散開它才會(huì)散開。
奧萊利強(qiáng)調(diào)這只是開始，并不是結(jié)局。為什么“結(jié)”總是散，究竟是什么使一個(gè)結(jié)實(shí)的“結(jié)”變得不結(jié)實(shí)，這一點(diǎn)還沒搞明白。而且關(guān)于“結(jié)”的更廣泛的物理力學(xué)，還有當(dāng)你對它施加不同大小的力時(shí)它會(huì)變成什么樣子，這些其實(shí)都還是謎。表面上看，理解“結(jié)”似乎沒什么大問題，畢竟人可以總是穿一腳蹬。
當(dāng)然，“結(jié)”還有更廣泛的應(yīng)用。“當(dāng)你說到‘結(jié)’結(jié)構(gòu)時(shí)，如果你能理解鞋帶，那你就可以把它的原理應(yīng)用在其他方面，比如DNA等微觀結(jié)構(gòu)。”克里斯丁稱，“這是理解為什么某種‘結(jié)’要比其他‘結(jié)’更結(jié)實(shí)的第一步，但沒人真正理解過。”
同樣，“結(jié)”除了用在鞋帶上還用在了很多地方，如果應(yīng)用不當(dāng)那么會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果。航行時(shí)的帆、劇院椽子上掛著的燈……“一個(gè)沒有扎緊的‘結(jié)’很可能會(huì)奪走一條鮮活的生命，要知道，這絕不是危言聳聽。”
“知道力是怎樣作用于一個(gè)‘結(jié)’對外科手術(shù)縫合來說很重要。”奧萊利說。醫(yī)生和研究員測試縫合很多次，他們打好一個(gè)“結(jié)”，再用辦法把它散開，就是想看看什么樣的線和什么樣的結(jié)能夠結(jié)合很好并且持續(xù)很久。
目前，奧萊利和同事們關(guān)于“鞋帶散開”的研究結(jié)果已發(fā)表在《皇家學(xué)會(huì)報(bào)告A》上。奧萊利說：“一開始有很多人不理解我們的研究，覺得這很無聊。我想說的是，在科學(xué)上，從來沒有無聊的事情，因?yàn)槊恳患此坪唵蔚氖虑楸澈?，都隱藏著我們看不見的玄妙。如果能把它們研究出來，會(huì)對我們的生活產(chǎn)生很大的影響。”
郭緯 插圖
