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为什么耳机容易打结 死理性派科学地告诉你

每天都有很多小事让我整个人迅速变得一团糟,比如我打结的耳机。不知为何只要我不用我的耳机,它们就会自己打起结来,就更别说把它们放进口袋或包里了。那么,为什么诸如耳机这类的绳状物件这么容易打结呢?……

每天都有很多小事让我整个人迅速变得一团糟,比如我打结的耳机。不知为何只要我不用我的耳机,它们就会自己打起结来,就更别说把它们放进口袋或包里了。那么,为什么诸如耳机这类的绳状物件这么容易打结呢?

为什么耳机容易打结 死理性派科学地告诉你

为了探清事实,科学家们把弯曲的不同硬度的绳子放在了一个盒子里。他们发现“复杂的结在短时间内就可以形成”(所以这不是我的想象!),而且硬点的绳子更不容易打结。

然后他们运用这些数据和计算机模拟来解释原理(如下图);通常情况下,绳子们相互摩擦就容易形成小圈圈,然后绳子的端头就会穿过圈圈,然后又是摩擦,然后又是圈圈,然后又是摩擦,然后又是……就像纺织一样,然后,就打!结!了!逼死强迫症吧!

为什么耳机容易打结 死理性派科学地告诉你

(绳结构造的简化模型如图。如Fig. 1所示,绳子在盒子里容易打结,形成一个又一个圈圈。)

“虽然我们已经知道绳子的相互摩擦会带来绳结,但真正导致这种‘无意识’打结的因素仍是不得而知。我们把一段绳子放进盒子里然后不断摇晃盒子来进行实验,发现复杂的绳结总是在瞬间形成。我们还运用了数学原理中的纽结理论来进行分析。此实验中存在一个临界点,临界点以上,随着绳子长度的增加,打结几率(P)先是快速增长后无限接近于100%”。

限定摇晃时间和绳子的打结程度在一定几率上取决于绳子的软硬程度,使用长而软的绳子,P值接近100%。我们通过计算机分析绳结的图片来计算其琼斯多项式。结果让人欣慰,多数绳结都有固定的模式。经过3,415次实验我们发现120种不同的打结方式,发现绳子穿过圈圈次数最少的打结方式不下11种,所有7个结以下的打结方式都被发现。

形成绳结的相对概率随着最小绳结几率(minimum crossing number)的变化以指数形式递减。以此研究为基础,我们正计划建立一个模型来解释绳子顶端的这一“不规则运动”,此模型能够较准确地解释已观察到的绳结分布原理以及绳子长度和盒子摇晃时间的关系。

来源:煎蛋
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