馬鞍形薯片不易碎——幾何之神的超能力

七君編譯

常吃薯片的你肯定能發(fā)現(xiàn)，品客薯片和樂事袋裝薯片長(zhǎng)得很不一樣。樂事薯片是各種橢圓形的變異，而品客的形狀卻長(zhǎng)得像個(gè)馬鞍。這種奇特的形狀有個(gè)名字——雙曲拋物面。

如果你注意觀察，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，品客薯片很少會(huì)一罐子都碎了，而且，從來也不會(huì)碎成對(duì)稱的兩瓣，這就是幾何之神賦予品客的超能力。

普通薯片容易碎成兩大片，但雙曲拋物面就不一樣了，因?yàn)樾×芽p很難擴(kuò)大成一長(zhǎng)條裂縫，會(huì)“嘩啦”一下子擴(kuò)散開來，所以雙曲拋物面的薯片只能碎成一小塊一小塊的，很難碎成兩瓣，更無法碎成對(duì)稱的形狀。

這種“心機(jī)”設(shè)計(jì)，既保證了薯片在包裝運(yùn)輸過程中不容易大面積地碎掉，還可以保證“只碎于口，不碎于手”的松脆感。

另外，雙曲拋物面不僅能承受拉扯，還能承受推擠。在受到拉力時(shí)，雙曲拋物面的凹面會(huì)承受張力，而在被擠壓時(shí)，凸面部分可以承受張力。

建筑學(xué)家早就知道雙曲拋物面這種承重抗壓的性質(zhì)，所以經(jīng)常把這個(gè)形狀設(shè)計(jì)到屋頂中。比如，2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)的室內(nèi)自行車館、加拿大豐業(yè)銀行馬鞍體育館，還有瑞典的斯堪的納維亞體育館都采用了雙曲拋物面的設(shè)計(jì)。

自然界最強(qiáng)的拳擊高手一一皮皮蝦，攻擊時(shí)雙臂可以產(chǎn)生超過自身體重2500倍的力量。它們敲擊的時(shí)候，其速度和力量可以讓拳頭周圍的水沸騰，因?yàn)樗娜^里也有一個(gè)雙曲拋物面，可以承受巨大的能量，然后釋放出來。

有人要說了，亂講吧，樂事后來也出了樂無限薯片啊，難道樂無限不是雙曲拋物面？回答一下：樂無限還真不是雙曲拋物面，而屬于拋物柱面。拋物柱面和雙曲拋物面從外觀上看很像，但拋物柱面屁股比較平，而雙曲拋物面屁股比較翹。雙曲拋物面比拋物柱面高級(jí)多了，拋物柱面可以用一張紙拗出來，你把一張紙卷一下就是一個(gè)拋物柱面，但是雙曲拋物面無法用一張紙模擬。

這么高級(jí)的雙曲拋物面薯片，要怎么做?。?/p>

品客薯片的設(shè)計(jì)靠的是超級(jí)計(jì)算能力，用計(jì)算機(jī)評(píng)估薯片的空氣動(dòng)力學(xué)，從而在制造時(shí)不會(huì)讓它們翩翩飛走。

桶裝薯片的配方一般是1份水兌2份薯片粉。攪拌好的面團(tuán)被運(yùn)輸?shù)铰菪顾推骼?，掉到下面的壓片區(qū)域。在這里，4噸重的壓片機(jī)把面團(tuán)壓成一張巨大而致密的土豆片。模印機(jī)在這張土豆片上切出橢圓形的薯片，給土豆片拗出雙曲拋物面的形狀。有了造型的薯片就在油炸機(jī)的熱油里炸11秒。一個(gè)吹風(fēng)機(jī)會(huì)把薯片上面過多的油吹走，然后薯片就被撒上了一層薄薄的調(diào)味粉。

在傳送帶的末端，薯片會(huì)被風(fēng)吹一下，翻個(gè)面，接著掉入下一個(gè)傳送帶。這主要是為了把薯片做成薯形蜈蚣碼放在一起。但因?yàn)檫@個(gè)翻身的操作，薯片的另一面也蘸上了后面排隊(duì)的薯片身上的調(diào)味粉，所以有時(shí)候你會(huì)覺得薯片有一面的味道比較淡。接著，它們進(jìn)入另一個(gè)碼片傳送帶，被抖松。稱重后，被傳送到紙筒前面，推入橫著的紙筒里，最后再加個(gè)底。就這樣，一桶薯片就做好了，一共花了20分鐘。

對(duì)了，發(fā)明品客薯片制造機(jī)的人，是科幻小說家吉恩·沃爾夫。他曾獲得科幻小說星云獎(jiǎng)，于今年4月去世。他在成為科幻小說家之前，曾經(jīng)做過機(jī)械工程師，也是在那個(gè)時(shí)候發(fā)明了品客薯片制造機(jī)。

（許亞軍摘自微信公眾號(hào)“把科學(xué)帶回家”

圖/陳明貴）