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甜咸之争放一放,粽子为啥长这样?

2017-05-30 戚竞 郭云龙 薛健 中科院物理所

最常见的粽子(图片来源:中国摄影出版社)


粽子是端午节的节日食品,古称“角黍”,传说是为祭投江的屈原而诞生的。因各地习俗的不同,人们给粽子的含义也有所不同,但是不管在什么地方,人们吃到最多的是那种四面体形状的粽子,就是开头图中的样子啦。可是各位吃货有没有想过,粽子为什么会长成这个样子?为什么不是十二面体、二十面体,或者,一个球?


得从粽叶说起。


粽叶是粽子的“衣裳”。不同地区包粽子使用的粽叶有所不同。如南方一般以箬[ruò]叶为主,北方则以芦苇叶为主,当然还有很多其他种类的粽叶,如粽巴叶等。


芦苇叶。图片来源:123RF


不管是哪种粽叶,粽叶的叶脉都属于平行脉。就是说,叶片上可见的脉纹在叶片中有规律地“平行”分布。叶脉的分布规律不只关系到叶子“好看不好看”,还影响着叶片承担自重和环境应力的能力。总体来说,叶脉是叶片承受各种机械载荷的主要部分。具体来说,叶子顺着叶脉主轴走向弯折的话可承受较大的应力,类似于叶片在自然条件下受到风和雨等的作用下的受力情况,符合自身的力学结构;但若在垂直于叶脉的方向上施加力的作用,很容易造成叶脉纤维结构的断裂。


粽叶宽而长韧,因为叶脉自身的力学结构和芦苇叶宽度和长度有限,在一定程度上就决定了粽子“最合适”的包法。再考虑到当时生活的实际条件,就对粽子的形状提出了一些要求:


  • 包粽子应该越简单越好,简单容易实现;

  • 考虑到要投入水中以缅怀屈大大,所以要有相对好的密封性,不至让米漏出来;

  • 要方便捆扎结实,在入水的过程中不至散裂等。


Cinema 4D渲染的正四面体粽子模型。制图:戚竞 


包好了,还得考虑煮熟粽子的效率——粽子既需要有尽可能大的受热比表面积(表面积与体积之比),而又不能太大块(俺们吃货都知道太大块的东西不容易熟)。而在相同体积的条件下比表面积最大的形状是什么呀?是球体。但是球体的粽子没法包啊,所以退而求其次,除了球体之外那就用多面体吧,而能够组成立体的面数最少的多面体是什么?当然就是正四面体啦!另外呢,正四面体正反堆垛的时候也有助于最大化利用存储空间,提高存储空间利用率,如果是球形的粽子,显然球与球中间就会留下很多的空。

 

总结一下,为什么正四面体的粽子最终在全国最大范围内流行并流传至今:



1、正四面体的粽子符合简洁原则,只用1叶或2叶就能包成,而长方形大概需要3-4片叶子。


2、正四面体的粽子符合力学原则和相对密封性原则。四个面都能用到完整的叶片,不需要多余的弯折,包法对叶脉的力学结构比较“温和”。如果是方形的粽子那么任何一个面要与其他面都不衔接,想不让米漏出来需要把叶子都折起来内扣。


3、正四面体的粽子也符合力学原则。有类似三角形稳定性的性质,在入水过程中可保结构稳定。


4、正四面体的粽子还考虑了煮熟粽子的加热效率,是除了球体以外比表面积最大的多面体。


5、正四面体的粽子也在一定程度上提高了物流仓储的空间利用率



 

当然啦,对于粽子的形状,还有各种传说的解释。比如,模仿动物角的形状用于祭祀;以及,屈原嫌吃不到祭品,托梦让人把祭品包成菱角的形状躲避鱼虾鳖蟹的贪嘴什么的。

 

还有可能,从最开始,这就仅仅是个“抢名字”大作战而已。球形的叫了元宵,圆形的叫了糍粑,方形的叫了年糕,快快快,就还有一个四面体没人占领,好了,那就叫粽子了。中国食物这么丰富,名字真不好起了。


枕头粽。图片来源:mt.sohu.com

 

其实,粽子也不仅仅只有斜四角形,在脱离祭品这个属性之后,中国的“吃货们”就开始开脑洞了。市面上流传较广的,是这种传统的斜四角形,偶尔也会见到三角形的,个头比较大的粽子。这种以北京粽为代表。到了南方就不一样了,湖州粽呈特有的长条形,形似枕头,故有“枕头粽”之称:又因其身形瘦长,中间凹,两头翘,颇具线条美,小巧优雅,故有人戏称其为“美人粽”。广东粽子是南方粽子的代表品种,广东粽子与北京粽子相反,个头较小,正面方形(金字塔),后面隆起一只尖角,状如锥子。江南的粽子名声最盛,做法也复杂。南方有些区域是用荷叶包种子的。这种圆形的粽叶包成四面体太牵强了,于是就有人把粽子脑洞成了炸药包的形状。这在市面上比较少见。除此之外还有芭蕉叶,玉米叶,美人蕉叶,椰子叶等不同粽叶,当然,包出来的粽叶形状也千奇百怪。

 

怎么样,各位正在吃着粽子舔手指的吃货们,现在明白粽子为什么还是以正四面体形状最多了吗?所以正十二面体、正二十面体和球体的粽子你们是买不到咯,有兴趣的吃货们可以拿起手中的粽子试着折一折,感受当年汨罗江畔的粽子情怀。(编辑:明天)


祝大家端午节快乐!

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编辑:J.C


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