奧利弗·奧萊利在教女兒繫鞋帶時意識到了一件事：他不知道為什麼鞋帶會突然散開。當他尋找答案時，很明顯也沒有其他人知道。
因此，加州大學伯克利分校的機械工程師奧萊利，拉攏了他的兩位同事來幫助解決這個問題。在4月11日發表在《英國皇家學會會刊A輯》上的一篇論文中，他們表明，多種力的組合作用於鞋帶結，導致突然的、失控的失效。
科學家們預計，繩結會慢慢鬆開。但是他們的慢動作鏡頭——聚焦於跑步機上跑步者的鞋帶——顯示繩結在一到兩步之內迅速失效。為了弄清楚原因，奧萊利和他的同事在鞋舌上使用了一個加速度計來測量作用在繩結上的力。他們發現，走路時，鞋帶上的綜合衝擊和加速度總共達到驚人的7g——大約相當於阿波羅號宇宙飛船重返地球大氣層時的加速度。
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進一步的實驗表明，僅僅是上下跺腳不足以使繩結失效；前後擺動也不行。需要這兩種力的交織作用才能解開繩結：反覆的衝擊使其鬆動，而方向的改變則拉扯鞋帶。
注意你的步伐
賓夕法尼亞州匹茲堡的卡內基梅隆大學的機械工程師哈立德·賈維德說，對繩結為何會解開的興趣不僅僅是純粹的學術研究。
他說，鞋帶結是最簡單的繩結型別，稱為三葉結。大多數常用的繩結通常只是三葉結的組合。“如果我們瞭解簡單繩結如何工作和失效，我們就可以瞭解更復雜的繩結，”他說。
這可能有助於創造更好的外科醫生結和更強的纖維，甚至可以揭開深海光纜纏繞和斷裂的原因。它還可以改進計算機動畫師模仿頭髮運動的方式，因為頭髮的運動和扭曲方式與繩子和繩結類似。
奧萊利鼓勵人們下次走路或跑步時自己進行觀察。他們可以用奶奶結系一隻鞋，用更牢固的平結或方結系另一隻鞋，看看他們的鞋帶表現如何。但要小心行走：你不想被絆倒。
本文經許可轉載，並於2017年4月12日首次發表。