科学家破解"宇宙级难题":如何对半折断生意大利面条?

　　新浪科技讯 北京时间9月13日消息，据国外媒体报道，在学习物理学时，你总会遇到宇宙中一些更大的谜题：大爆炸之前发生了什么？黑洞里面有什么？以及，有没有可能将一根干意大利面条等分成两半？

　　或许你在厨房里就曾问过最后一个问题。当你尝试把生意大利面条折成两段时，为什么几乎总是会折成三段或更多段意大利面碎片？这是一个违反逻辑的现象，几十年来一直令厨师和学者们感到费解。甚至还有传说称，在二战期间帮助开发原子弹的诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼（Richard Feynman）曾经花了大半个晚上的时间，在厨房里不断地折断意大利面，为这个问题寻找答案。

　　费曼最终并没有得到想要的解释，但就在不久前（8月13日），一篇发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的论文为这个问题画上了句号。利用一系列数学模型和一个“折意大利面机器人”，麻省理工学院的研究人员发现，将一根生意大利面条折成两段是可能的，但是要先扭转一下。为了避免面条断裂成许多碎片，其中一端必须扭转将近360度。

　　研究共同作者、麻省理工学院物理应用数学助理教授J?rn Dunkel称，如果用更技术化的用语来说，这些“结果促进了对扭曲如何影响断裂级联的认识”。“无论如何，这是一个有趣的跨学科项目，由两位才华横溢且很有耐心的学生完成，他们或许在一段时间内都不想再折断或品尝意大利面了。”

　　在这项新研究中，麻省理工学院的研究人员折断了超过350根百味来（Barilla）品牌的意大利面，并用超高速摄像机将所有折断过程拍摄了下来。为了让面条实验更为精确，研究第一作者、康奈尔大学的研究生罗纳德·海瑟（Ronald Heisser）建造了一台特制的意大利面条弯折机，配有两个铝制钳子，用来夹住面条两端。每次试验中，一根意大利面条被放入弯折机中，扭转至一定角度，然后向上弯曲直至折断。

　　在数百根意大利面条被折断之后，研究人员发现，他们终于可以将一根面条折成两段，前提是将面条扭曲至少250度，然后缓慢弯曲至断裂。研究人员称，使用两种意大利面（百味来5号和百味来7号，二者的直径略有不同）进行实验的结果是一致的，而且与实验开始前研究团队运行的一系列意大利面弯曲模型相吻合。

　　那么，为什么扭转如此重要？研究人员称，扭转可以“使面条以不止一种模式来储存能量”。请思考一下，当一根没有扭转的面条断裂成两段时，每一段都会随着动能的释放而向后弹起。2005年的一项研究发现，这种反弹会释放出一股强大的能量波，使面条的其他受压部分也突然断裂（这项研究获得了2006年的搞笑诺贝尔奖）。事实上，这种现象并不仅仅出现于干面条，许多细杆状的结构（包括奥运会撑杆跳高项目所用的撑杆）都会如此。

　　麻省理工学院的研究人员写道，在扭转的面条中，大部分的回弹波被转移到随面条展开而释放的“扭转波”中。因此，向后反弹的力量会减弱，从而不容易发生更多的断裂。

　　“（面条）一旦断裂，仍然会出现反弹，因为杆要变直，”Dunkel说，“它同样也不想被扭转。”所以，可以肯定的是：将生意大利面条等分折为两段是可能的。费曼应该可以满意了。虽然这一发现无法与原子弹相比，但可以帮助未来的研究人员更好地了解断裂的机制，甚至帮助设计抗断裂的纳米材料。至于这些发现是否适用于其他类型的面条，还需要进一步的研究。（任天）