為什麼鞋帶總散？科學家們啟動嚴謹研究……

幾乎所有人都經歷過鞋帶鬆散的情況，更尷尬的是它常常出現在很關鍵的時刻，比如吃東西、參加長跑比賽、追小偷、趕公交……無論鞋帶系得多緊，它們總會逮住機會散開。

科學家們肯定也注意到了這一麻煩。於是，他們設計並操作了一系列嚴謹試驗，試圖解析「鞋帶總開」的原因。這一研究看似無厘頭，卻很科學地驗證了最佳的打結方式，並有望對生命醫學產生影響，包括手術、抗癌藥物研發等等。

科學家們選擇了兩種打結方式：平結（square knot）和錯向平結（granny knot）。這兩種方式類似，系完後都有兩個「兔子耳朵」。相關研究成果發表於《Proceedings of the Royal Society》期刊。

研究團隊檢測平結、錯向平結兩種系鞋帶方式，以評估哪一種方式更為牢靠。（圖片來源：Daily-Diamond）

為什麼鞋帶總散？

為了弄清楚為什麼鞋帶易松，加州大學伯克利分校的機械工程師Oliver O』Reilly帶領團隊招募志願者，讓其穿著運動鞋在跑步機上運動。運動鞋事先打好較松的平結或者錯向平結，以便研究人員更好地觀看它散開的過程。同時，研究人員在其鞋子上安裝了加速度感應器，用於監測每一步鞋帶結經歷的重力加速度（g-force）。

通過觀看慢動作視頻，研究人員發現鞋帶鬆散的兩個階段：最初，每運動一步鞋帶都會鬆散一些；最後，鞋帶突然性的完全散開。讓他們驚訝的是，加速感應器記錄的數據顯示，鞋帶結在上下顛簸過程中產生的重力加速度，遠超過山車產生的加速度。

而且，相比於步行15米，靜靜站立或者坐在椅子上搖晃雙腳相同時間，鞋帶並不會散開。所以，O " reilly 總結道：「這意味著，走路和擺動是導致鞋帶鬆散的關鍵因素。二者缺一不可。」

鞋帶鬆散的規律

隨後，研究人員設計了一個實驗用於測量鞋帶鬆散所需的時間以及鞋帶下滑的速度。他們設計一個機械擺臂拍打圓盤的裝置：擺動幅度類似於腿部運動，拍打過程則負責模擬鞋子與地面的摩擦作用。擺臂上系有鞋帶，且在兔耳朵結那端人為增加重量，以模擬跑步過程中鞋帶承受的動能。研究團隊採用這一嚴格控制的裝置精準計算鞋帶滑落的速度。

研究結果再一次證實了跑步機的研究結果：無論是平結還是錯向平結，最初都是伴隨著每一次運動，鞋帶會以緩慢、逐步的速率鬆散，最終，一旦鞋帶變得足夠寬鬆，結就會以很快的速度散開。

平結更牢靠

這一研究還證明，相比於錯向平結，平結更為牢靠。相同條件下，平結散開的概率只有錯向平結散開概率的一半！但是他們還未弄清楚出現這種差異的原因。研究人員推測，這可能不同打結方式下鞋帶之間的壓力以及結的張力有關。

美國威廉姆斯學院的數學家Colin Adams對這一最新研究評議時表示：「鞋帶鬆了這件小事隨時都會發生。然而，卻沒有人原因花時間回答：為什麼會發生？」

這一研究可能會對外科手術結、登山結等應用產生影響。同時，這種打結方式同樣存在於微觀世界，例如當DNA複製過程中也涉及「打結」、「解結」過程。科學家們已經嘗試利用這些屬性研發減緩腫瘤生長的藥物。