如果你面对纠缠在一起的圣诞灯饰,进入节日精神可能是一个挑战。似乎无论这些闪烁的灯串在每年冬天被收拾得多么整齐,它们在接下来的节日里都会莫名其妙地变成一团折磨人的球。那么,是什么导致了这种混乱的局面呢?
2007年,研究人员在《美国国家科学院院刊》(在新标签中打开)(PNAS)杂志上发表了一项研究,解释了导致这种令人头痛的现象的原因。在实验中,他们把不同长度的绳子放在一个盒子里,然后机械地摇晃它,这样绳子就会像烘干机里的衣服一样被抛来抛去。他们重复这个过程超过3400次,并注意到在盒子旋转的几秒钟内开始形成绳结。在整个实验过程中,有超过120种类型的结形成。
"这些结的形成并不需要很长时间,也许大约10秒钟。我们对此感到惊讶,"该研究的共同作者、加州大学圣地亚哥分校(UCSD)物理系教授道格拉斯-史密斯(在新标签中打开)告诉《生活科学》。"我们立即开始看到这些复杂的结开始形成。这一切都非常迅速。"
研究人员还了解到,绳子的长度影响到结的形成的可能性。毫不奇怪,随着绳子长度的增加(研究中使用的最长长度为15英尺,或4.6米),出现绳结的概率也上升,最终成为100%的保证。研究显示,琴弦的材质也有影响,与刚性琴弦相比,更有弹性的琴弦会出现更多的结点。
但导致打结的最重要因素也许是绳子的两端是否松动,允许它们自由移动以形成缠结。
"该研究的主要作者、前加州大学圣地亚哥分校学生、现在担任咨询系统工程师的Dorian Raymer(在新标签中打开)告诉《生活科学》。"水手们可能最了解这一点,你必须控制[绳子]两端的动作以避免打结。否则,两端可能会移动到绳子的其他部分之上或之下,这将最终导致打结。"
如果是圣诞灯,有几十个灯泡从电线上伸出来,就会带来更多的纠结机会。
"我个人认为,从我自己使用圣诞灯的经验来看,更多的是那些从线的一侧伸出来的灯疙瘩产生了很大的摩擦力,并被相互夹住,"史密斯说。"这甚至比普通的线段更糟糕。"
那么,你能做些什么来防止绳结劫持节日的欢乐?一个流行的方法是在把灯存放在一个封闭的容器中之前,用一块平坦的纸板把它们包起来。
"确保将灯的两端用胶带固定在纸板上,"雷默说。"这样一来,你就把它们固定住了,它们就不会松动和四处乱飞了。"
史密斯表示同意,并补充说:"或者让别人帮你挂起来。"