生活中有哪些小细节蕴含着深刻的科学知识？

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在第 n 次掏出耳机线，又又又缠在一起的时候，我忍不住在知乎搜索：为什么耳机线老是缠在一起？

原来，耳机线缠在一起的背后，是拓扑学中的扭结问题。

其实，如果细心观察和思考就会发现，生活中还有许多看似不起眼的细节，蕴含着深刻的科学知识。

比如，为什么薯片是弯的？为什么翻书时会舔一下指尖？为什么浴室里掉在地上的头发不好捡？

今天，我们就跟着知乎答主们一起看看背后的原理吧！

为什么薯片是弯的？

不知道大家在吃薯片时，会不会想到一个问题：

为什么薯片是弯的，不是直的？

难道是因为薯片油炸了之后，边边刚好自己翘起来了？

知乎答主 @厨房人类 介绍了背后的科学知识：

事实上，薯片弯弯的背后，隐藏着一个很牛的科学知识，这个知识甚至被拿来设计北京冬奥会的速滑场馆。

2018 年的时候，国外有专业机构，对乐事和品客的桶装薯片进行了一个比赛。

比什么呢？比的是谁更不易碎。

最终的结果是，品客暴打乐事，更不易碎。

那品客赢在哪里呢？

就赢在了这弯弯的结构上。

品客桶装薯片的形状在数学微积分里叫「双曲抛物面」。

因为形状很像马鞍，所以也叫马鞍形。

拥有马鞍形的薯片，能让薯片变得相对比较坚固。

不仅能承受拉扯，还能承受推挤。

在受到拉力时，双曲抛物面的凹面会承受张力；

而在被挤压时，凸面部分可以承受张力。

这就解释了为什么「薯片再薄，也异常稳固」这个问题。

高手甚至还能用马鞍形薯片，稳稳地搭出一个圆环，而且不借助任何胶水。

马鞍形除了让薯片变得更坚固，那弯弯的弧度还能让薯片易于存放。

如果你留意的话，会发现：

一堆薯片叠在一起之后，薯片就前后左右不能运动了。

这样装在盒子里就很稳定，不会那么容易碎了。

相比之下，乐事的桶装薯片虽然也是弯的，但它没有品客的双曲抛物面。

乐事的桶装薯片，属于抛物柱面，江湖人称「圆弧形」。

左边乐事，右边品客

马鞍形薯片和圆弧形薯片，从外观上看很像。

但马鞍形薯片屁股比较平，而圆弧形薯片屁股比较翘。

圆弧形可以用一张纸拗出来，你把一张纸卷一下就是一个抛物柱面。

但是马鞍形，也就是双曲抛物面，无法用一张纸模拟。

当然了，乐事这样的结构，并非没有好处。

它的薯片一旦碎了会很对称，顺着中间的应力线变成两半。

而且这种圆弧形薯片，吃起来的体验很好。

一口下去，薯片刚好可以覆盖在舌头上，能最大化接触面积，从而能更快地感受到上面的调味粉，体验特别爽。

而品客虽然结构稳固不易碎，但不碎则以，一碎就是四分五裂。

这无疑会极大地影响消费者的食用体验。

那有的小伙伴就要问了：

袋装薯片有这种马鞍形吗？

答案是没有的，因为袋装薯片和桶装薯片的制作工艺是不一样的。

桶装薯片是用薯粉做的，先压制成椭圆薯片形状，再切成规则的形状，最后再油炸。

而袋装薯片，则是由新鲜的土豆直接切成薄片油炸而成的。

因此它们炸出来的形状，基本都是不规则的，不过更好吃一点。

而如果你看到袋装薯片弯弯的，那真的是油炸之后，边边自己翘起来了。

说回到桶装薯片的「双曲抛物面」。

这个稳定的结构，不仅被人应用在薯片中，甚至在建筑中也随处可见。

除了上面说的北京冬奥会场馆，2012 伦敦奥运会的室内自行车馆，也使用了这一结构。

使用了马鞍形结构，竟然节省了整整一半的材料，只用了 1092 吨钢材。

建造时间也缩短了一半，减少材料，节省成本的同时还降低了碳排放。

无独有偶，加拿大丰业银行马鞍体育馆，这又是一个超像薯片的建筑。

坐落在加拿大，同样用了双曲抛物面。

那么将「双曲抛物面」应用在薯片中的人是谁呢？

这位大神名叫吉恩·沃尔夫。

许多人可能想不到，他居然是一名科幻小说家！代表作《新日之书》。

《冰与火之歌》的作者乔治·R·R·马丁称他为科幻史上最好的作家之一。

老爷子在 2019 年 4 月逝世，他的一生堪称传奇。

曾参加过战争，读过机械专业，后来成为宝洁的工程师，为品客薯片开发了切片机器。

后来才开始写小说，甚至还获得了科幻小说星云奖，不过那都是后话了。

从小小的薯片到超大的房子，都渗透了万古不变的几何学。

这一切无形的东西，悄悄构成了我们眼前所见的世界。

下次再吃薯片时，别忘了拿在手里仔细看看。

我们吃下去的不仅仅是薯片，而是人类无比闪耀的智慧！

生活中的「黏附」现象

书页或者塑料袋粘在一起的时候，有人会习惯舔一下指尖再去翻。

这其中又有什么科学知识呢？来看看知乎答主 @Yi Yang 的介绍：

有很多看似不相关的事情，背后的原理都是同一个。

比如翻书之前舔一下指尖，猫和狗可以舌头舔舔就喝到水，雨滴挂在叶子上，浴室里掉了的头发粘在地上不好捡，还有东京奥运会被禁掉的朝乒乓球哈气。

水珠挂在叶子上

所有的这些生活小细节，其背后都是同一个广泛存在的物理现象，叫做黏附。

黏附是指不同的物体接近时倾向于黏在一起的现象。

就好像一对你情我愿你侬我侬的情侣，一旦靠近，就想黏在一起。

两个东西能黏在一起，小朋友都知道是因为有「黏力」。但是科学就是要问这个「黏力」是什么。

这个「黏力」深究起来，其实是很多种高大上的力共同作用的结果。

最容易想到的是范德华力，存在于所有分子之间的引力。

还有化学键造成的黏附力，比较常见的是氢键的引力。

有时候还有机械结构造成的黏附力，比如壁虎可以爬墙。

还有一些黏附力是因为静电吸引，甚至于原子扩散产生的黏附力。

氢键

开篇的例子，都有水的参与，用到的主要是比较常见的范德华力和氢键产生的黏附力。

水起到的作用，一个是提供氢键带来引力，另一个是填补接触面的空隙，拉近距离并且扩大接触面积。

这也是为什么指尖干的时候翻不起书页，而舔湿的纸条可以直接贴到打牌输了的人脸上。

水可以极大地增强两个物体间的黏附力，所以湿了的指尖更容易翻书，沾了水的头发会黏在地砖上，而被哈过气的乒乓球，会有一点黏性的增强。

水本身也有黏在其它物体表面的能力。

比如露水附着在树叶上，雾气凝结在浴室的镜子上，或者猫狗喝水的时候，水黏在猫狗的舌头上。

狗喝水

猫和狗是如何趴在那里把水喝掉这件事，科学界最终定论其实比想像中晚得多。

狗喝水的时候，把舌头卷成一个反向的勺子的形状，这也导致一直以来，大家都以为狗喝水是用反卷的舌头把水舀进嘴里。

但是猫并不会把舌头卷成勺形。

可能是因为这个原因，2011 年的时候，两位科学家 A. W. Crompton 和 Catherine Musinsky 挑战了狗靠舌头舀水的理论。

他们研究发现，虽然狗在喝水的时候舌头反卷成勺形，但是水并不是被舀起来的，勺形只是为了增大接触面积的一种方式而已。

其实狗和猫一样，都是用舌头和水接触再收回，靠黏附力将水拉起来，引入口中。

研究水的黏附有用吗？毕竟想要比较强的黏性，有那么多胶水可以用，而和胶水比起来，水的这点黏附力确实是聊胜于无。

然而黏性真的越强越好吗？

便利贴的发明，最初就是 3M 的工程师们开发出了一种不够黏的胶水，在放弃这个配方之前，把它用在了这种可以反复撕贴的小纸片上，就变成了黏得刚刚好的便利贴。

日常生活中还有另一件事，像便利贴一样，也需要反复地黏附再分离，那就是打扫地面。

打扫地面，无论用什么工具，都需要两步。

如果是扫把，第一步是扫进簸箕，第二步是倒进垃圾桶。

如果是拖把，第一步是把灰尘擦到拖把布里，第二步是把灰尘洗出去。

如果是吸尘器，第一步是把灰尘吸进尘桶，第二步还是倒进垃圾桶。

归纳一下，第一步是把脏东西「黏」到工具上，第二步是把脏东西从工具上再「撕」下来。

水的黏附力用来清洁地面，就像便利贴一样，黏得牢靠，撕得容易，黏性刚刚好。

刚刚好的黏附力，带来的是足够强的清洁力，又可以足够容易地把脏东西分离下来。

你还知道哪些生活中的小细节蕴含着深刻的科学知识？评论区留言交流吧！

题图来源：《明星大侦探》

编辑：好运莲莲

排版：蜂蜜栗子

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