少女心爆棚的阿呆：为什么电视剧里总有为女猪脚绑鞋带的剧情啊？

遗毒君：为了玛丽苏，鞋带不松故事怎么发展呢？虽然鞋带松了是再日常不过的事情，不过相信很多人应该都没有想过为什么。美国加利福尼亚大学伯克利分校机械工程学教授就正儿八经做实验研究了这个问题。

立志要用科学打败玛丽苏的壹读君 | 水泥

不作死就不会死，这句话用在鞋带松了这件事就很生动——如果你坐着不动，鞋带当然不会松开；坐着抖抖二郎腿，鞋带也不见得会松开；一般我们发现鞋带松了，都是在行走中或者奔跑中。可是这是为什么呢？

这个生活中看起来很普通的问题其实可能有一个科学的答案，对于奥利弗（Oliver M. O'Reilly）来说，这就是一个十分重要又有意义的科学问题。怀着好奇心，他和自己的同事学生做了实验，得出的结论是：鞋带散开是一个急骤的过程，在跺脚和摆腿两种行为产生的作用力的交织下，鞋带可能就会突然全面散开。

为了观察鞋带是如何松开的，奥利弗通过录制实验者在跑步机上正常跑步的慢动作视频，仔细观察了鞋带松开的全过程，他们发现主要有两个阶段，一个是“渐变松动期”，一个是“急性溃败期”。

在“渐变松动期”，实验者走了很多步，鞋带仅有微小的变化（其实在松开之前人眼可以观察到的变化几乎没有）；但一旦进入“急性溃败期”，也就是鞋带开始松动的阶段，在某个即将散开的瞬间，鞋带就能在两到三步的时间内瞬间“崩溃”，松开。

让鞋带瞬间崩溃的力量来自于哪里呢？

研究人員在实验者的鞋舌上安置了一台仪器，用来测量走路和跑步时鞋带承受的力。他们发现，跑步时，人们会跺脚和摆腿，跺脚产生的重力加速度使鞋带自由带拉伸；摆腿时鞋带自由端同样受到惯性影响受到拉力拉伸；每跑一步，鞋带打结处的摩擦力在递减，直到某个拐点鞋带快速散开。

Free end即自由端，也就是鞋带放飞的部位。

不过为什么我们也不见得每一次穿了有鞋带的鞋就会掉鞋带呢？

首先，我们系鞋带的方式有很多。Ted Moore就曾经在05年的一次TEDTalk演讲中教给观众一种绑鞋带不容易掉的方式。

但日常生活中我们一般系鞋带常用的方式是奶奶结，但看起来和它差不多一样有两个兔耳环的方形结其实就更牢靠。研究人员在实验过程中就发现方形结就相对不容易松开。

左边是奶奶结，右边是方形结

其次，什么时候是鞋带开始松开的拐点呢？事实上，鞋带总是能够安好地待上一段时间，直到你某一次比较“作”的动作，鞋带开始松动，就可能会引发雪崩效应直到鞋带彻底松开。

解决了鞋带松的问题，这项研究成果还可能有助于理解外科手术的缝合打结，深海光缆的纠结和断裂等等，为其它相关领域的进一步研究发挥作用。

所以如果#壹堆饭#们在生活中也有这样奇思妙想，千万不要放过每一个动动脑的机会，说不定每一个你那古怪又让人想不通的问题，也会有科学又有价值的答案。

资料来源：

1. 《The roles of impact and inertia in the failure of a shoelace knot》，Christopher A. Daily-Diamond， Christine E. Gregg， Oliver M. O'Reilly，Proc. R. Soc. A 2017 473 20160770； DOI： 10.1098/rspa.2016.0770. Published 12 April 2017endprint