科學(xué)大討論 耳機線引發(fā)的科學(xué)大討論

　　有一天，一個熱情的科學(xué)愛好者提出了這樣的問題，一群充滿想象力和激情的科學(xué)家從各自領(lǐng)域出發(fā)提供了豐富多彩的回答。 　　 　　問：為什么放在口袋里的耳機線很容易纏在一起？
　　答：甲這個問題可以從結(jié)構(gòu)學(xué)角度來解釋。耳機線為包裹著熱塑彈性材料的金屬絲，而且長寬比例極度失調(diào)，導(dǎo)致了它極易被彎曲；而且，跟筆記本電源線不一樣，耳機線還很容易發(fā)生圍繞中軸（金屬絲）的扭轉(zhuǎn)。這造成耳機線在結(jié)構(gòu)上至少有三個維度（左右彎曲、前后彎曲和圍繞中軸的扭轉(zhuǎn)）的不穩(wěn)定性。
　　很不幸的是，耳機的前端還必須分叉成兩股，以繞上你的脖子。可以粗略認(rèn)為，耳機線的每一次形狀變換，都牽扯一個9維向量（3條耳機線）的變化，十分復(fù)雜，它真是亂麻中的亂麻。
　　眾所周知，水往低處流，這是能量最小原理的體現(xiàn)。高處的水池一旦出現(xiàn)缺口，就是一個不穩(wěn)定狀態(tài)，必須向穩(wěn)定狀態(tài)（低處）轉(zhuǎn)移。同樣道理，把耳機線不經(jīng)整理塞在口袋中后，它隨著身體晃動不斷地晃，還受到兩側(cè)布料的擠壓力和摩擦力，在復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境下，它必須將自己“推向”某種穩(wěn)定狀態(tài)，以克服各種外力的“打擾”。
　　那么，它如何追求穩(wěn)定呢？對，就是自身纏繞！這樣可以在不改變材料特性的情況下大幅增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。纏繞越緊密，強度通常就越高。就好像受潮的油條，可能兩股的時候還立得起來，吃掉其中一股就不行了。
　　于是，這個復(fù)雜的9維向量耳機線，不斷靠近它的終極目標(biāo)：緊緊纏繞，以確保自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
　　這樣說起來，耳機線的纏繞實在是個科學(xué)宿命。但并不是沒有解決辦法。比如，用更粗更有韌性的線材，以加強自身強度（某些品牌的耳機線材用了尼龍網(wǎng)包覆，防纏繞效果很好）；或者用更短的耳機線減少變化總量；或者事先整理好（一定程度上增強了結(jié)構(gòu)強度）才放入口袋；再或者，干脆自己亂纏一通，從概率的角度看，拿出來時也不見得會更亂到哪里去。
　　
　　乙用流體力學(xué)來解釋這個問題吧�，F(xiàn)實中的流體都是有粘性的，只是粘性大小不同而已（例如，菜油的粘性大于水）。均勻流動的粘性流體在受到外部干擾的時候會產(chǎn)生一定的紊亂，想象一下：一條均勻流動的河水，突然掉進(jìn)一塊大石頭，河水就會受到干擾而產(chǎn)生旋渦、波浪等紊亂現(xiàn)象。
　　好了，想想我們的主角――耳機線：耳機線之間的摩擦碰撞，口袋對它的碰撞和摩擦，以及外界不斷的擠壓、揉搓、抖動……都構(gòu)成了流體運動的動力和對其的干擾。
　　所以，不難理解，即使是理得很順的耳機線，最后都會變成一堆亂麻。因為再均勻的流體，只要有粘性和干擾的存在，最后都會紊亂，更何況一開始我們的“流體”就不怎么均勻呢。
　　讓人頭痛的是，水流紊亂了，最后只要干擾去除，動力還在，自個也就理順了�？墒嵌鷻C線不一樣啊。有些同學(xué)一抓狂，火氣上來了直接扯斷耳機線，這可不就是理順了。
　　
　　丙人從衣袋里取出耳機線時，通常是很隨意地用兩指夾取出來，這會讓耳機線再次運動，加大打結(jié)的幾率。最后，當(dāng)亂團團的耳機線放在眼前時，人們通常會直取端點，向外拉拽，試圖破除原有的多元混沌狀態(tài)，讓弧度消失，殊不知此時耳機線均已多次穿越那些交疊的不規(guī)則圓環(huán)，強行向外拉拽的后果只能是打結(jié)。總之，耳機線的糾纏是復(fù)雜力學(xué)過程和人類心理共同作用的一個結(jié)果。
　　
　　丁最后，但并非最不精彩的神話學(xué)解釋：每副耳機里都住著一個小神仙，當(dāng)你聽音樂的時候，小神仙就會跟著節(jié)拍翩翩起舞或者瘋狂扭動，這取決于你聽音樂的種類。當(dāng)你休息了，音樂沒有了，小神仙覺得很寂寞，就順著線路來回亂跑，試圖找回剛剛的音樂。如果你聽的是《天鵝湖》，小神仙的步伐會慢一點，耳機的線也不會纏太多圈，如果你聽的是disco，那就慘了，準(zhǔn)備花上兩個小時整理耳機線吧。
　　
　　本欄目由科學(xué)松鼠會
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