學霸威武！留法博士寫論文解釋搟面科學原理

近日，一篇留法博士寫的名為《手搟面加工過程中的非線性力學及熱力學原理》在朋友圈火了，文章點擊量突破十萬加。

這篇論文，講的是陜西人熟悉的手搟面，將和面、搟面、煮面的全過程展示出來，從科學的角度回答了為什么要餳（xíng）面、為何要卷著搟、搟面翹邊是什么原因，煮面時又為什么要加少量涼水。

和面

和面為啥要餳面？

會使水分均勻擴散，面團塑性提升

文章中稱，和好面后首先形成一個粗結構面團，還不能搟面，需經過約10分鐘左右的時效成形（即“餳面”），面團塑性提升，面團很快就達到細光態。

之所以會這樣，是因為和面過程中，水和面粉混合，面粉中蛋白質吸水形成面筋，在揉面過程中面筋相互粘連最終形成粗結構面團。由于初始揉面過程中，水分并不是均勻分布的。經過時效處理后，水分得以均勻擴散，其塑性性能大幅度提升，從而使揉面變得十分容易，很快達到細光態。

搟面

原理：體積不變厚度減小平面擴展

從面團到面片包含著什么道理呢？文章中稱，平面搟面法其塑性流動法則遵循體積不變假設，厚度的減小必然意味著平面的擴展。面片在搟面杖的壓迫作用下，沿搟面方向延展，最終達到搟薄的目的。

為何要卷著搟面？文章圖文分析，沿砧板法線方向對在某一搟面時刻的卷積面片作以分割，法線左側已搟區厚度較薄，法線右側未搟區厚度較厚；與平面搟面法類似，未搟區在法線方向接觸區域內受壓迫變薄，根據體積不變條件，材料向前延展，從而達到搟薄目的。由于卷積搟面法具有多層次搟面、多周期循環的優點，其搟面效率大為提高。

為啥面片邊緣會翹起？

彈性恢復導致面片邊緣回彈

為什么搟面的過程中，面餅和面片的邊緣會翹起？

文章回答稱，以平面搟面法為例，在搟面過程中，面片上表面在搟面杖作用下延展，延展后的上表面有彈性恢復的趨勢，故在上表面會產生一個拉應力。在面片邊緣區域，由于局部塑形流動，上表面的材料會補償到下表面，從而導致下表面彈性收縮趨勢遠小于上表面。另外，上表面是自由面，下表面與砧板接觸，面片與砧板間的摩擦力會進一步阻礙下表面的彈性恢復。由于上表面的彈性恢復，搟面后面片會產生回彈現象，即表現為邊緣的翹曲。顯然，面片越厚，上述效果越顯著。

為啥面片中心最易搟薄？

每次都處在主變形方向上

為何搟面時面片中心最容易搟薄？文章稱，這是搟面過程中材料塑性流動的另一個必然結果。面片沿搟面杖搟進方向的塑性流動最大，即搟面杖搟進方向是面片的主變形方向。根據體積不變條件，延展越大，厚度減小越大。以平面搟面法為例，不論搟面方向如何變化，面片中心區域一直處在主變形方向上。顯然，在同等的搟面條件下，面片中心厚度減小最大。為了改善這一現象，初始搟面過程中，往往遵循先邊緣、后中心的原則，以便在中心地帶形成高地，形似富士山，我們將其命名為“富士山搟面法”。在具體實踐中，富士山搟面法已得到廣泛應用。

煮面

為啥煮面時沸騰后要加冷水？

有利于將面條煮熟

很多人煮面時沸騰后會加冷水，除了為了防止溢鍋外，還有什么原因呢？文章介紹，煮面的實質是面條和環境介質發生熱交換，從而使面條由生變熟，所以面條吸收熱量的快慢則成為煮面的關鍵。熱交換除了與溫度有關外，還與不同介質間的傳熱效率有關。處在劇烈沸騰態時，大量氣泡產生。沸水與氣泡溫度一致，然而，液體的傳熱效率遠遠大于氣體（液體的熱量密度遠高于氣體），劇烈沸騰狀態下面條與水氣混合介質的傳熱效率反而會降低。所以，此時少量添加冷水減緩沸騰程度有利于將面條盡快煮熟。但也不應該添加冷水過多，否則顯著降低水溫又會降低傳熱效率。正確的煮面方法應該為：旺火快煮，劇烈沸騰時應添加少量冷水，加水量以恰好減緩沸騰又不降低水溫為宜。

張亞輝：寫這篇論文只是為了幽默一把

記者電話連線了論文的作者張亞輝，他本科和研究生就讀于西北工業大學，專業為飛行器設計，三年前赴法國巴黎薩克雷大學攻讀博士。

張亞輝說，在法留學吃西餐吃多了就會膩，于是他就自己學著做飯，晚飯和周末都自己做飯吃。張亞輝家在寶雞，和所有老陜一樣從小吃面長大，雖然在家里很少搟面，但看著媽媽搟面也學了幾手。大約半年前，他開始自己搟面，剛開始和面搟面把握不好，后來經過多次練習，掌握了搟面的要領，“不敢說全法最正宗，全巴黎最正宗肯定是沒問題的。”

“其實我本意是為了幽默一把，這些科學原理本科生都懂的。”張亞輝說，這篇文章嚴格意義上來說不算論文，只能算是一篇科普文章。

4月13日，張亞輝將這篇論文發到了自己的微信公眾號上，截至4月14日，這篇文章的點擊量已經突破十萬加。而且很多人指出了文章的一些瑕疵。張亞輝說，有的問題并非他的專業領域，他不一定能回答上來，但是能獲得這樣的關注度他很高興。

張亞輝說，科研圈很多人都在做類似的研究，有人分析怎么穿秋褲更利于保暖、有人研究女孩子跑步時馬尾的擺動頻率的力學原理，這種從日常題材入手，用專業的研究方法進行定量研究，價值在于科學研究方法。

來源：華商報、微信公眾號“亞輝”

記者：趙瑞利 實習生：張靜也