趙君鵬

費(fèi)曼是美國(guó)著名的物理學(xué)家，曾參加過(guò)代號(hào)為“曼哈頓計(jì)劃”的原子彈研制工程，一生解決物理難題無(wú)數(shù)，是1965年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。可是，生活中的一個(gè)偶然發(fā)現(xiàn)讓他困惑不已，雖然思考了多年，但他最終也沒(méi)能解開(kāi)這個(gè)謎題。

有一天晚上，費(fèi)曼和朋友忙于實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有吃晚餐，個(gè)個(gè)饑腸轆轆，他們決定煮碗意大利面充饑，吃完后繼續(xù)工作。廚房存有干的細(xì)圓長(zhǎng)條意大利面，以備不時(shí)之需。在等水燒開(kāi)的時(shí)候，費(fèi)曼一邊思考著剛才工作的內(nèi)容，一邊隨手拿起一根意大利面，兩手分別拿住意大利面的兩端，彎曲到它斷裂。本來(lái)是無(wú)意的舉動(dòng)，結(jié)果讓他有了一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)：面條并未從中間斷裂成兩節(jié)，而是斷裂成三節(jié)。費(fèi)曼很奇怪，于是又拿起一根意大利面彎曲起來(lái)，同樣斷成了三節(jié)。為什么意大利面不是斷裂成兩節(jié)呢？費(fèi)曼打算多試驗(yàn)幾次，結(jié)果剩下的意大利面都被他一根根地拿來(lái)做了試驗(yàn)。直到一包意大利面全部折完，費(fèi)曼也沒(méi)有能將一根意大利面斷裂成兩節(jié)。它們有的斷成三節(jié)，有的斷成四節(jié)，唯獨(dú)沒(méi)有斷成兩節(jié)的。

如果你身邊恰好有一包干的細(xì)圓長(zhǎng)條形的意大利面，你也可以做一下實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)成本并不高，但它會(huì)讓你有和費(fèi)曼同樣的發(fā)現(xiàn)。

一個(gè)來(lái)自法國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)意大利面從兩端均勻彎曲到一定程度時(shí)，它會(huì)在接近中間的位置斷裂，但是這個(gè)斷裂會(huì)引起回彈，從而產(chǎn)生了一種彎曲波，引發(fā)更多的斷裂。他們認(rèn)為，這種解釋可以很好地回答“費(fèi)曼之問(wèn)”。

來(lái)自美國(guó)麻省理工學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)最近引起了媒體的關(guān)注。因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了能使意大利面斷裂成兩節(jié)的方法，并且斷裂的過(guò)程還能被控制。為了進(jìn)行這個(gè)研究，他們先是進(jìn)行手工實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)意大利面扭曲到一定程度再對(duì)折時(shí)，意大利面有可能會(huì)斷裂成兩節(jié)。為此，他們改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)器具，特地制造了一個(gè)機(jī)械裝置。這個(gè)裝置的兩端分別有一個(gè)夾子，可以固定意大利面的兩端。裝置的一側(cè)可以旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)意大利面的一端旋轉(zhuǎn)成不同的角度，另一側(cè)的夾子可以向前滑動(dòng)，使意大利面彎曲。他們用這個(gè)裝置試驗(yàn)了幾百根面條，并用攝像機(jī)以每秒一百萬(wàn)幀的速度記錄下實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：當(dāng)意大利面的一側(cè)扭曲到接近360°時(shí)，再緩慢彎曲、對(duì)折，意大利面就可以斷成兩截，而且對(duì)不同直徑的意大利面，其實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都是如此。

為什么會(huì)這樣呢？研究人員又開(kāi)展了進(jìn)一步研究，他們發(fā)現(xiàn)彎曲一根意大利面時(shí)，回彈效應(yīng)使得意大利面反復(fù)震動(dòng)，從而產(chǎn)生了一種彎曲波，而扭轉(zhuǎn)也會(huì)產(chǎn)生一種扭轉(zhuǎn)波，扭轉(zhuǎn)波比彎曲波傳播的速度快，消耗了一部分能量，從而避免了意大利面的多次斷裂。顯然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)研究細(xì)圓桿狀物的穩(wěn)定性非常有幫助。

可以預(yù)見(jiàn)：既然意大利面可以從斷裂成三節(jié)變?yōu)閮晒?jié)，那么在未來(lái)彎曲意大利面時(shí)，它也許會(huì)完全不斷裂。換而言之，未來(lái)人們也許能找到一種新的材料，或者使用某種方法，使得細(xì)圓長(zhǎng)條形狀的物體更加耐用。

看來(lái)，生活中處處有學(xué)問(wèn)。用心觀(guān)察，認(rèn)真思考，科學(xué)就是這樣一步步前進(jìn)的。