教你一招，系鞋带如何能不再松开？

为什么走着走着，鞋带就松了？

图源：Pexels

这个困扰你我的问题，也困扰了一位大叔几十年。于是，他决定好好研究，找到一个让鞋带不散开的系法。

为什么鞋带自己会散开？

这个大叔名叫奥利弗·欧莱利（Oliver O'Reilly），是加州大学伯克利分校的机械工程教授。他对鞋带散开这件事观察得很仔细：“你很难预测鞋带什么时候会散开，到要散的时候，两三步之内它就散掉了。实在烦人。”

为了解决这个问题，他找来了两个博士，让他们坐在椅子上摆动腿或跺脚。结果表明，这两种动作单独做的时候，通常都不会弄散鞋带。但这两种动作结合起来，似乎就可能弄散鞋带。

奥利弗和同事还利用这样机械腿来模拟鞋带松开的过程 | Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley

接下来，他们捕获了人在跑步机上跑步的慢动作视频。

他们发现，在跑步过程中，脚着地（跺脚）时，鞋带会由于惯性向上拉紧然后又放松，这个过程导致你每跑一步，鞋带结都在慢慢松开！而摆动腿会使鞋带头来回甩，并把鞋带往外拉。

鞋带在慢慢松开 | Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley

随着结慢慢松开，维系鞋带结的摩擦力越来越小，而当鞋带脱出的部分越来越长，甩动的力也越来越大……最后，鞋带就突然散开了。

突然就散开了 | Christopher Daily-Diamond, Christine Gregg, and Oliver M. O’Reilly/University of California, Berkeley

换言之，跺脚的动作会使鞋带结逐渐松开，而摆动脚的动作产生的力则像用手扯着鞋带头一样。当结变得松散，鞋带头开始滑动，原先的摩擦力消失了，有了雪崩效应，结就会突然松开。

最后这个过程，在两三步内就能完成。然后……你就不得不蹲下来重新系鞋带。

图解鞋带松开 | UCBDynamics Lab

怎么系鞋带猜不容易松？

许多人绑鞋带常常用“奶奶结”来绑。而打结能手（比如水手和外科医生）一直都推荐另一种打结方式——类似于方结。这样的结不比奶奶结复杂，但是更难松开。

奶奶结vs方结 | Daily-Diamond CA, Gregg CE, O’Reilly OM., Proc. R. Soc. A, 2017

看晕了？没关系，下面有更多的分解动作。

先来看奶奶结和方结的区别。如下图，奶奶结的第一个结和第二个结是同方向的，而方结则是相反的。也就是说，如果系第一个结时，右边的绳子在下，那么第二个结就应该让右边的绳子在上，这样才是方结。

奶奶结vs方结 | Daily-Diamond CA, Gregg CE, O’Reilly OM., Proc. R. Soc. A, 2017

还有另一种辨别方法：奶奶结中，下图箭头所指两条白色的线，处在那条竖着的黑线的两边，即一上一下（当然，右边两条黑线也处在白线的两边）；而方结中，两条白线则在黑线的同一边，同在下方。

奶奶结vs方结 | Daily-Diamond CA, Gregg CE, O’Reilly OM., Proc. R. Soc. A, 2017

接下来就要实战演练了，你也可以拿只鞋子一起系，从系一个简单的奶奶结或方结开始。先打第一个结，注意了，这个动图是让右边的绳子从前面绕过左边的绳子。

然后，按着这个方向再打一个结，也就是让右边的绳子在上，从前往后穿过左边的绳子。这样打出来的，就是一个奶奶结。

仔细看，手指所指的两条线，是不是被分隔在两边？

方结的方向则相反。在第一个结的基础上，左边的绳子在上，绕过右边的绳子，打出来的就是方结了。仔细看，图中手指握住的两条线，就在同一边。

能打基本的奶奶结和方结，我们就要对真正鞋带的结下手了。同样的，先打第一个结。（这个动图里打第一个结时，是拿左边的绳子从前绕过右边的绳子。）

然后，右边的绳子折成一个兔耳朵，左边的绳子从前面绕过它，也就是和第一个结同方向，这样打出来的就是奶奶结。

看得不清楚？这里有截图。当你把左边绳子绕到右边兔耳朵的前面时，可以看到兔耳朵与同一边的那条线，刚好在左边绳子的两端。

想检查自己打得对不对，可以把绳子拉开，就能看到一个简单的奶奶结了。

打方结也同理。与第一个结方向相反，这里也就是用左边绳子从后向前绕过右边的兔耳朵，得到的就是方结。

暂停一下，也能看到“两条线在第三条线的同一边”。

同样的，把绳子拉开，可以看到简单的方结。

这样的打结方法有没有用呢？科学家们测试了奶奶结和方结的牢靠程度，数据显示，比起奶奶结，方结使鞋带滑移率减少了至少5倍。

所以，在绑鞋带的时候，只需要把第二个结稍稍换一下方向，就能有完全不同的效果。以后出门时试试拧个方向吧，欧莱利试过之后表示：“方结一天都不会散，超赞！”

尽管他也承认，因为个人习惯，他仍然在使用奶奶结……

未注明来源的图片，均来自David Chandler/Youtube

作者：洛芙芝芝

参考文献

https://www.theguardian.com/science/2017/apr/12/scientists-unravel-mystery-of-the-loose-shoelace

http://rspa.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rspa.2016.0770

http://www.pbs.org/newshour/rundown/science-behind-shoelace-knot-doomed-fail/

一个AI

同样都是一团线，鞋带你看看人家耳机线！

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