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耳机线为什么老是缠在一起? 第1页

  

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日常生活中常见的绳子打结现象是:从口袋/书包里面取出来的耳机线缠绕在一起了。这个看起来简单的现象背后有很多科学可以细说。由此发展的“扭结理论”是拓扑学中的一个代表研究问题,从其他的角度比如熵最大原理,统计物理理论,计算机模拟等都可以解释这一问题。

在这里,我们用一种比较直观的过程的方法来解释整个线缠绕的过程。如图所示,长的绳子在一个有限的容器内,为了适应环境,必须以一种卷曲的姿态待在容器里,这代表,绳子的一端会与其他部分平行排放,随着容器的晃动,绳子的末端有充分的机会上下翻滚并与其他部分缠绕在一起,从而形成不同的绳结。

明显地,形成绳结必不可少的两个因素是绳的柔性以及外界施加的微扰,具有柔性的绳在外界微扰作用下会形成绳结。考虑到以上绳结形成的原理,可以通过限制容器的大小,外加线膜使线坚硬不易变形,合理的线缠绕保存方式等防止线的缠绕。当然,如何合理绕线也是编织的一门手艺。

形成的绳结是否容易打开,与绳结的具体缠绕方式有很大的关系,怎么对绳结进行分类,怎么逆向解绳,绳结在物理学或生活中有哪些应用,对这些问题感兴趣的筒子可以来物理所学习哦,当然有兴趣自学的同学可以自行搜索扭结理论(Knot theory)或辫群(Braid group)。这里向大家展示一些扭结理论在生活或实验中应用的现象。

头可断,发型不能乱

(物理所的女孩子可以每天给自己扎一个美美的发型,物理所的男孩子可以每天给女朋友扎一个美美的辫子,物理所的单身狗可以每天,嗯,被扎无数次)

利用辫群对三体问题进行分类

By Nuor




  

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