奧利奧是20世紀世界上銷售量第一的餅乾,超過100個國家裡可以買到奧利奧。奧利奧餅乾的廣告也是深入人心——「扭一扭,舔一舔,泡一泡」。

如果你是奧利奧的愛好者,你可能會注意到這一個現象:奧利奧夾心餅乾扭開以後,裡面的奶油餡總是粘在一面餅乾上,另一面餅乾上幾乎沒有什麼醬。這又是怎麼回事?

普林斯頓大學的一些物理學家對這個問題產生了濃厚的興趣,因為奧利奧餅乾奶油餡到底貼在哪麵餅幹上的問題給他們留下了童年陰影,干擾了他們成年後的精神生活。

是這樣的,普林斯頓大學機械和航天工程學院的 John Cannarella、Dan Quinn 和 Joshua Spechler 三個同學本來都是機械系的研究生,他們也是學校下午茶的常客。每天下午4點鐘,機械和航天工程學院會給學生準備咖啡和點心,裡面就有奧利奧餅乾。

一開始,三人組就那樣隨便吃吃,也沒有多考慮奶油餡的分配問題。但是就這樣吃了幾個月以後,他們開始幼稚地玩起了扭一扭的遊戲。

這個遊戲讓 Cannarella 回想起了一個困擾了他多年的問題,小時候他一個和朋友玩競猜奶油餡在哪一邊的遊戲時,他的朋友總是贏。這好像有點不科學。如果餅乾餡是隨機粘在某一邊的餅乾上的話,為什麼他的朋友總是能猜準呢?

畢竟,自己現在也算是科學家了,應該用科學來洗刷童年的汙點。所以 Cannarella 和其他2個人決定搞清楚這個問題。

2014年的時候,3人組就開始認真地做起了為童年正名的奧利奧項目。

現在是杜邦公司機械工程顧問的 Cannarella 一本正經地說,「從工程學的角度看,奧利奧餅乾和許多現代合成材料一樣,外層硬度很高但是很脆(像餅乾),中間有一層硬度不高,但延展性比較好的夾心(像奶油醬)。從力學上講,防爆玻璃還有防爆電池和奧利奧是一樣的結構。」其實,在航空航天以及賽車上常用的碳纖維和玻璃纖維製成的合成材料也像奧利奧一樣。

三人組本來想站在巨人的肩膀上,靠前人的力量來解決這個問題。現在是蘋果硬體工程師的 Spechler 說,「我們一開始的想法是,肯定有人知道答案。」但是在搜尋了相關論文後,他們一無所獲。所以,這個問題,要麼就是沒有人有答案,要麼就是沒有人有興趣。

三人組並沒有放棄,他們掏出了書本開始計算,並且開始做實驗。

他們把奧利奧餅乾放到了那種專門研究材料力學性質的支架上,用兩條金屬臂分別從各種角度往外拉扯餅乾,試試奧利奧究竟能夠承受多大的拉斷力。

他們還用可以旋轉的機械臂把2塊餅乾扭開。他們實驗了各種角度和力量,想要找到讓奶油餡呆在一塊餅乾上的秘訣。

在報廢了幾千塊奧利奧以後,三人組終於發現,原來讓奶油餡粘在一邊餅乾上的秘訣很簡單,根本不需要特殊的力量或者姿勢,同一盒的奧利奧餅乾的奶油餡都會粘在同一面上。

是這樣的,如果你拿出一塊奧利奧餅乾扭開,如果奶油餡粘在左邊的餅乾上,那麼剩下的其他奧利奧餅乾的奶油餡也會粘在左邊。

真相為什麼會是這樣呢?

實際上,在工廠製作的時候,奶油餡是先後依次粘到2塊餅乾上的。

Spechler 說,由於液體在高溫時更容易流動,當熱乎乎的奶油餡落到第一塊餅乾上的時候,它會填充到餅乾的縫隙裡,像膠水一樣牢牢地粘上去。但是當第二塊餅乾蓋上去的時候,奶油餡已經涼了半截了,它沒法填充到第二塊餅乾的縫隙裡,所以它和第二塊餅乾並沒有緊密地結合。

奧利奧夾心是怎樣放到第一塊餅乾上去的

由於同一個盒子裡的奧利奧在製作的時候都用的是相同的順序和朝向,因此它們的奶油餡都是貼在同一面的餅乾上。

三人組的心結被解開了,競猜奧利奧的樂趣也就這樣被他們這些理科吃貨消滅了。

不過還有一個問題沒解決,為什麼奧利奧很容易被扭開,但是卻不容易掰開呢?

我們在破壞物體的時候,實際上用的是三種力:擠壓的壓縮力,拉扯時的張力,還有讓物體兩邊向不同方向運動的剪切力。

剪切力一般來說就只有張力的一半。這就是牙線很難拉斷(張力),但是可以很輕易地從中間扯斷(剪切力)的原因。所以你看從來就只有劈磚,沒有人去拉磚的對不對,這就是因為劈磚的剪切力比拉斷磚頭的張力要小多了。

此外,延性材料,比如奶油餡容易因為剪切力而失效。用人話說就是,對於奶油餡來說,用拉和壓的方式是很難弄斷的,但是卻很容易從中間錯開。

當你在扭奧利奧的時候,實際上你給奧利奧施加了一種扭力,而扭力是一種特殊的剪切力。所以要打開奧利奧的話,用扭的方法總是比用掰的方法更省力。

也就是說,扭一扭這個吃法還是很科學滴。

最後提醒一句,如果手機不小心掉到廁所裡,用扭動的方式比較容易撿起來,力再大手法不對,不但不好拔,拔出來也不好看呢。

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