奥利弗·奥莱利在教女儿系鞋带时意识到了一件事：他不知道为什么鞋带会突然散开。当他寻找答案时，很明显也没有其他人知道。
因此，加州大学伯克利分校的机械工程师奥莱利，拉拢了他的两位同事来帮助解决这个问题。在4月11日发表在《英国皇家学会会刊A辑》上的一篇论文中，他们表明，多种力的组合作用于鞋带结，导致突然的、失控的失效。
科学家们预计，绳结会慢慢松开。但是他们的慢动作镜头——聚焦于跑步机上跑步者的鞋带——显示绳结在一到两步之内迅速失效。为了弄清楚原因，奥莱利和他的同事在鞋舌上使用了一个加速度计来测量作用在绳结上的力。他们发现，走路时，鞋带上的综合冲击和加速度总共达到惊人的7g——大约相当于阿波罗号宇宙飞船重返地球大气层时的加速度。
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进一步的实验表明，仅仅是上下跺脚不足以使绳结失效；前后摆动也不行。需要这两种力的交织作用才能解开绳结：反复的冲击使其松动，而方向的改变则拉扯鞋带。
注意你的步伐
宾夕法尼亚州匹兹堡的卡内基梅隆大学的机械工程师哈立德·贾维德说，对绳结为何会解开的兴趣不仅仅是纯粹的学术研究。
他说，鞋带结是最简单的绳结类型，称为三叶结。大多数常用的绳结通常只是三叶结的组合。“如果我们了解简单绳结如何工作和失效，我们就可以了解更复杂的绳结，”他说。
这可能有助于创造更好的外科医生结和更强的纤维，甚至可以揭开深海光缆缠绕和断裂的原因。它还可以改进计算机动画师模仿头发运动的方式，因为头发的运动和扭曲方式与绳子和绳结类似。
奥莱利鼓励人们下次走路或跑步时自己进行观察。他们可以用奶奶结系一只鞋，用更牢固的平结或方结系另一只鞋，看看他们的鞋带表现如何。但要小心行走：你不想被绊倒。
本文经许可转载，并于2017年4月12日首次发表。