为什么意大利面不能断裂成两节

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  费曼是美国著名的物理学家,曾参加过代号为“曼哈顿计划”的原子弹研制工程,一生解决物理难题无数,是1965年的诺贝尔物理学奖得主。可是,生活中的一个偶然发现让他困惑不已,虽然思考了多年,但他最终也没能解开这个谜题。
  有一天晚上,费曼和朋友忙于实验,没有吃晚餐,个个饥肠辘辘,他们决定煮碗意大利面充饥,吃完后继续工作。厨房存有干的细圆长条意大利面,以备不时之需。在等水烧开的时候,费曼一边思考着刚才工作的内容,一边随手拿起一根意大利面,两手分别拿住意大利面的两端,弯曲到它断裂。本来是无意的举动,结果让他有了一个意外的发现:面条并未从中间断裂成两节,而是断裂成三节。费曼很奇怪,于是又拿起一根意大利面弯曲起来,同样断成了三节。为什么意大利面不是断裂成两节呢?费曼打算多试验几次,结果剩下的意大利面都被他一根根地拿来做了试验。直到一包意大利面全部折完,费曼也没有能将一根意大利面断裂成两节。它们有的断成三节,有的断成四节,唯独没有断成两节的。
  如果你身边恰好有一包干的细圆长条形的意大利面,你也可以做一下实验。这个实验成本并不高,但它会让你有和费曼同样的发现。
  一个来自法国的研究团队发现:当意大利面从两端均匀弯曲到一定程度时,它会在接近中间的位置断裂,但是这个断裂会引起回弹,从而产生了一种弯曲波,引发更多的断裂。他们认为,这种解释可以很好地回答“费曼之问”。
  来自美国麻省理工学院的一个研究团队最近引起了媒体的关注。因为他们发现了能使意大利面断裂成两节的方法,并且断裂的过程还能被控制。为了进行这个研究,他们先是进行手工实验,发现當意大利面扭曲到一定程度再对折时,意大利面有可能会断裂成两节。为此,他们改进了实验器具,特地制造了一个机械装置。这个装置的两端分别有一个夹子,可以固定意大利面的两端。装置的一侧可以旋转,带动意大利面的一端旋转成不同的角度,另一侧的夹子可以向前滑动,使意大利面弯曲。他们用这个装置试验了几百根面条,并用摄像机以每秒一百万帧的速度记录下实验的过程。实验的结果是:当意大利面的一侧扭曲到接近360°时,再缓慢弯曲、对折,意大利面就可以断成两截,而且对不同直径的意大利面,其实验的结果都是如此。
  为什么会这样呢?研究人员又开展了进一步研究,他们发现弯曲一根意大利面时,回弹效应使得意大利面反复震动,从而产生了一种弯曲波,而扭转也会产生一种扭转波,扭转波比弯曲波传播的速度快,消耗了一部分能量,从而避免了意大利面的多次断裂。显然,这个实验对研究细圆杆状物的稳定性非常有帮助。
  可以预见:既然意大利面可以从断裂成三节变为两节,那么在未来弯曲意大利面时,它也许会完全不断裂。换而言之,未来人们也许能找到一种新的材料,或者使用某种方法,使得细圆长条形状的物体更加耐用。
  看来,生活中处处有学问。用心观察,认真思考,科学就是这样一步步前进的。
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