几乎人人都有这样的经历，跑着跑着鞋带儿开了。明明穿鞋的时候系好了呀！而且越是在紧急时刻，鞋带儿就越爱开……比如急着追公交，体育课测长跑……
来自美国加州伯克利分校的机械工程学家Oliver O'Reilly，在为宝贝女儿系了无数次鞋带之后也不禁思考起来：为什么系的好好的鞋带，忽然间就开了呢？
于是，O'Reilly拉来两位同事，通过实验一起解开了其中的奥秘。研究结果已于4月11日发表在英国皇家学会学报，详细阐述了鞋带在运动中的受力情况，并分析了各种可能导致鞋带散开的情景。
实验中，研究人员对在跑步机上不停跑动的运动员进行摄像。起初，研究人员猜测，鞋带系成的结，应该是在运动过程中一点一点松散开的。但通过慢镜头回看，O'Reilly惊奇地发现鞋带几乎是在一两步间就突然散开了！
这和我们平常的判断不太一样。为了搞清楚原因，O'Reilly在运动员穿的鞋舌上放置了一个加速计，用于测量鞋带在运动过程中的受力情况。结果发现，在我们正常运动时，鞋带受到的联合冲击加速度达到了7个g！7个g什么概念？航天员杨利伟乘返回舱进入地球大气层的时候也就这个加速度了……
过程大概就是这个样子：跑步时，脚步着地时产生7个g的加速度，使得鞋带末端（free end）抻拉，绳结变松；此时，摆动的腿部又给了鞋带末端惯性力，就好像用双手解开绳结一般；几乎是在惯性力作用的瞬间，绳结散开。
此外，研究人员还通过实验证实了，仅仅通过跺脚（上下移动），或者摆动腿部（前后移动），是不足以使鞋带散开的。必须要综合这两种作用力，使鞋带末端的方向发生改变，才能瞬间解开绳结。当然了，为什么跑了好长时间都好好的，突然就散开了，研究人员也还没有弄清楚……
你可能并不会系鞋带。是不是觉得这个研究很无聊啊……从研究的结果来看，我们好像也没什么办法嘛。即便跑前将鞋带系牢，也难以抵抗7个g的加速度和跑动中根本无法预测的微小方向变化呀……
除非？……我们换一种系鞋带的方法！实际上，系鞋带（或者打绳结）的方法有很多，这个实验也验证了很多打结专家，比如水手和外科医生的建议：平结（square knot）比祖母结（granny knot）要更结实一些。仔细观察下面两组图，两者的区别就在于鞋带第二次交汇时谁在前谁在后。显然，平结更加对称美观，同时由于打结过程中两次交汇的方向是相反的，在运动中绳结受到的力能被部分抵消，松散的可能性被大大降低。
对称的平结（上）不对称的祖母结（下）女生小时候都玩过的编手链，利用的就是平结的系法。当然，该研究的目的绝不仅仅是为了减少我们系鞋带的次数，搞清鞋带为什么会开，什么情况下更容易开，我们就有可能发明出更牢固的打结方式，用于户外作业等更危险的环境。
下次，在安全的前提下，不妨一只脚打平结，一只脚打祖母结，看看哪只脚的鞋带先开！