【Technews科技新报】每天早上，你将鞋子穿上并且绑好鞋带后出门，走没几步却发现鞋带松脱了，于是你只好弯下腰再把鞋带系上，为什么绑紧的鞋带还是会松开呢？现在有一群科学家解开了这个谜题，而这项发现也可运用在相当广泛的领域中，包含手术和癌症解药。

　　“我们几乎每天都遇到鞋带松开的问题，然而我们很少去问为什么它会发生。”美国麻萨诸塞州威廉士学院的数学家 Colin Adams 表示。“可以确定的是，平结（square knot）较老奶奶结（granny knot，反向方结）不易脱落。这两个结十分相似，然而老奶奶结的两个绳圈会指向相反的方向。”（详情请见 Terry Moore：How to Tie Your Shoes ）

　　为了找出鞋带松开的原因，美国柏克莱大学的机械工程师 Oliver O’Reilly 和他的同事组成研究团队进行测试。他们请自愿者绑上老奶奶结后在跑步机上走路，绳结上装有加速仪以测量每走一步时，绳子所承受的加速度（地心引力）。在慢动作影片中，他们发现了鞋带松开的两个阶段：首先鞋带随着每个步伐逐渐松开，接着它会在一瞬间完全松脱。而当鞋带开始松动后，atv，再走两步它就会完全松开。研究团队对于鞋带上下摆动时所承受的地心引力感到相当惊讶，因为这股引力比任何云霄飞车所能产生的力量都还要大。

　　▲ 老奶奶结和平结。（Source：Science）

　　在这之中“走动”是最重要的关键。同样的结在测试者原地踏步或是坐着摇晃他们的脚时不会这样松开。研究团队在英国科学杂志《Proceedings of the Royal Society》上表示，“单就原地踏步或摇晃双脚的力量无法使鞋带松脱。”Oliver O’Reilly 认为这两者结合所产生的效应才会使鞋带松开。

　　研究团队接着针对绳结松开所需时间与鞋带脱落速度设计了一场实验。他们利用摆锤模拟脚的摆动，并且使摆锤撞击一个盘子来模拟鞋子与地面之间的冲击力道。而鞋带两端被加上额外的重量，这个重量可以模拟鞋带在鞋子上摆动的强度。研究团队在完成这样的设计后，便能准确地测量平结与老奶奶结各自的松脱速度。

　　这项经过设计的实验与测试者在跑步机上走动的结果相互印证。在摆锤来回摆动并且撞击盘子时，j2直播，这两个结都以十分缓慢的速度松脱，在松脱到一定程度后，它们就会以极快的速度完全松开。这项实验也发现了平结优异的稳定性，在所有的实验中，老奶奶结每次都会松脱，但是平结只有一半的机率会如此。

　　不过即便证实了平结的稳定性较佳，他们也无法解释背后的原因。Adams 则认为这和绳子在绳结中交叠的方式以及绳结的强度有关。“如果你可以预测绳结何时会脱落，那么同样的原理就可以被运用在其他领域上。”这包含绳子在术后伤口缝合、船只与登山等方面的应用。除此之外，DNA 在自我复制时也会运用到相似的原理，而科学家们已经在利用这样的特性来研发可以减缓肿瘤增长速度的药物。