欧拉·王

我是毕导的好基友，迷人的欧拉·王！我人如头像，思维严谨，浑身散发着浓郁的科学气息。只需在后台呼唤我的名字，并留下你的问题，我就会带你解开生活中的未解之谜，一起探索天马行空的脑洞！

生活中我们经常遇到这样的诡异现象：鞋带的使命是系紧，可它总会在跑步的时候自动散开；耳机两条线最好要分开，但每次从包里拿出来的时候它都会系成一个团。

这不神经病吗！耳机线是喜欢左右耳朵互相打架吗！干嘛老打成死结啊！鞋带该打结的时候又系不牢，到底是想怎样！

但这么说的话，如果我把鞋带做成耳机，把耳机做成鞋带，岂不是同时解决了这两个世界难题？于是我决定做个实验，看看这种互换究竟有没有道理！

1、鞋带&耳机互换身份

首先我找来了毕导祖传的老耳机和我一条82年的鞋带。考虑到鞋带直接当耳机，我的耳朵可能会得脚气，我决定先开始做耳机当鞋带的实验。

我首先把毕导的耳机剪掉插口穿在我的左脚上，并且在右脚上保留正常的鞋带做对照实验，然后出去跑步。

奔跑时旋转跳跃我闭着眼，因为我耳机穿在鞋带上，所以跑起来两耳呼呼生风，感觉自己简直是阳光下最亮的星，无数路人都对我竖起了大拇指。

我连续跑了10000米，并记录下了两脚鞋带散开的次数！实验结果如下

结论令人震惊！代表耳机线的蓝色线段比鞋带的红线段低多了！这说明如果拿耳机线做鞋带，的确更不容易松开！耳机线果然天生就是做鞋带的料呢……

那么如果用鞋带做耳机线呢？我将耳机头剪去绑在鞋带的两端，然后放入左边口袋。右边口袋放我自己的耳机。

准备好试验器材后，为了不让两幅耳机发现彼此正在被做对照试验，我假装在很忙的游荡，然后每隔20分钟突然把他们掏出来检查一下看有没有打结。

就这样在游荡了一整天后，得到下图

结论依然令人震惊！每次掏出来，耳机都会打结！而鞋带很多时候却不会打结。所以，用鞋带做耳机的确是减少打结的好方法呢！

2、一些分析

实际上耳机线易打结和鞋带系不牢都可以归结为一个绳子打结的问题，这可不是一个简单的问题，闲极无聊的数学家们为此还开创了一个拓扑学的分支学科，叫做纽结理论（knot theory），用来研究纽结的数学特性。

各种各样的扭结，琼斯多项式（Jones polynomials）可定义上面每种纽结

为什么耳机线可以和鞋带互换呢？耳机线的材质一般是聚氯乙烯(PVC)，而鞋带的材质一般是尼龙(PA)。众所周知，聚氯乙烯的静摩擦系数要比尼龙的大，而摩擦力越大，扭结就越不容易解开。

此外影响因素还有长度。有研究表明，绳子长度和打结程度有如下关系[1]。

当小于0.3米不会打结，0.3-2米左右长度和打结呈线性关系。

所以相对较短的鞋带就会老是解开而相对较长的耳机线容易打结，这也解释了为什么短发的男生头发不易打结，而长发的女生头发却老是打结。

还可以从结构上看。耳机一般呈“Y”字型，这种分叉的形状会大大提高其打结的程度。

我们把“Y”字的耳机和一条鞋带分别揉搓，经过对比发现“Y”型结构的耳机揉一两次就打结了，而“I”型结构的鞋带却怎么揉都不会打结。

3、理耳机和系鞋带的小技巧

当然，如果你并不想这么糟蹋你的耳机和鞋带，我也可以教你一些小技巧。实际上用一些很平常的事物就可以避免耳机线打结。比如我们可以用常见的便签纸、夹子，只要利用他们把耳机线捆起来，就不会打结了。

还可以做出花朵般的好看造型

另外，这里徐健美同学教大家一种一秒系鞋带法，学会了你就能把鞋带系的又快、又牢。

这样一来，即使鞋带松了也能马上系紧！这个方法真是太巧妙了，我马上跑去告诉毕导。

- “毕导，我教你一种特别好的系鞋带方法！”

- “不用了，我穿得是拖鞋。对了你看到我耳机了吗？

- “没...没呢...”

参考文献

1.Raymer D M, Smith D E. Spontaneous knotting of an agitated string[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2007, 104(42):16432.

- The End -

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