
还好我没放弃,终于等到你
Finally wait until you, I never give up!
你打开了科学研习社的第5篇分享
趣问万物

当烦躁的你想要听歌放松一下,从口袋里随手掏出了耳机线,却发现它又缠成了难以解开的一团,这就让人更抓狂了。
耳机线为什么这么爱“捣乱“,也是物理学家十分感兴趣的谜团。不过,早在耳机线发明之前的19世纪,就有科学家提出“纽结理论”来分析绳子打结的现象,即用数学方法研究曲线在三维空间中的构型,最后将每种纽结都分别总结为一个数学模型。

这个问题可以从结构学角度来解释。耳机线为包裹着热塑弹性材料的金属丝,而且长宽比例极度失调,导致了它极易被弯曲;
而且,跟笔记本电源线不一样,耳机线还很容易发生围绕中轴(金属丝)的扭转,这造成耳机线在结构上至少有三个维度(左右弯曲、前后弯曲和围绕中轴的扭转)的不稳定性。

很不幸的是,耳机的前端还必须分叉成两股,以绕上你的脖子。可以粗略认为,耳机线的每一次形状变换,都牵扯一个9维向量(3条耳机线)的变化,十分复杂,它真是乱麻中的乱麻。

后来又有物理学家专门研究了这个现象。他们将不同长度的绳子分别放在盒子中反复颠倒10秒,并尝试组合了不同大小的盒子以及不同程度的颠倒频率。在重复了3000次后,他们得出结论认为绳子自发打结的程度主要是由绳子的长度决定的。
小于46厘米的绳子,无论盒子被怎么倒腾都不会打结;随着绳子的长度增加到两米,打结的概率会增大到50%。但是超过2米长的绳子却又不容易打结了,这是因为这些绳子被挤在了空间有限的盒子里,难以自由移动。
一般耳机线的长度介于120~160厘米之间,因此往往在一半时间里都会发生打结的闹心情况。

应对这种情况,你可以选择好好把耳机线固定在耳机盒里(当我没说),也可以选择小点的容器来装耳机限制它们的移动,或者干脆换成无线耳机就彻底省心了。

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审核 | 李晓耘
排版 | Rouventy
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