那么,鞋带结散开到底是一个什么样的机制呢?这和鞋带自由端的受力情况有很大关系,鞋带自由端指的是鞋带尾部。跑步时会跺脚和摆腿,跺脚产生的重力加速度会使得鞋带自由端拉伸;摆腿时则受惯性影响,鞋带自由端同样受到拉力。每跑一步,鞋带结会渐渐地、轻微地松开一些,这意味着打结处的摩擦力在递减。随着鞋带自由端越来越长,拐点来临,局面失控,鞋带结快速散开。
“对鞋带结的这个机制来说,比较有意思的是,你可以让你的鞋带安好地保持很长一段时间,但一旦有一个动作让鞋带结开始变松,这会引发雪崩效应,导致鞋带结散掉。”论文的第二作者、加州伯克利分校研究生Christine Gregg说。
研究人员还发现,比起人们系鞋带时常用的奶奶结,方形结会更不易散开。这在常和结绳打交道的水手和外科医生圈里已经是公认的。
值得一提的是,这不仅是一个关于系鞋带的命题,它的价值半径远比这要远。如果科学家能进一步破解鞋带结之谜,能预测鞋带结散开的拐点在哪儿,那么,这不仅可以应用于外科手术的缝合打结,在深海光缆、登山运动等方面也将发挥作用。你可能想不到的是,这或许对研发抗癌药物也有裨益。DNA在进行自我复制时会解旋、结合双链,而科学家们在探索,是否可以借此放缓癌细胞的生长复制速度。