每一張形狀正圓、厚薄均勻、沒有破洞的煎餅,都凝聚了制作者對面糊流體力學的深入理解。近日,兩位物理學家通過數學建模,找到了攤出一張好煎餅的方法,并將這些發現寫進了論文中。
煎餅果子是許多中國人喜愛的點心,人們熱衷于按自己的口味給煎餅加上各種豐富的配料。但是好吃的煎餅一定有一個共同的特點:厚薄均勻、火候恰到好處、沒有破洞。說起來容易做起來難。別看樓下賣早餐的大媽兩分鐘攤一張漂亮的餅,如果自己上手做,多半會發現——咦,怎么不是圓的?怎么這里這么厚?怎么翻個面就破了?
為了做出完美的煎餅,法國巴黎綜合理工學院的愛德華·布卓和新西蘭坎特伯雷大學的馬修·塞利爾研究了一番,終于找到了其中的奧義,并發表了一篇論文。
把煎餅攤勻有多難
攤煎餅方法可以簡單分為兩大流派:用推子之類的工具把面糊快速推開,或轉動平底鍋讓面糊自己攤開?;蛟S是想讓大多數非專業人士做起來更簡單,兩位物理學家把目光聚焦在第二種方法上。
煎餅在制作過程中會發生一個重要的變化:水分隨加熱流失,導致面糊的黏度逐漸增加。如果在面糊剛剛下鍋的時候沒有及時把它攤平,它就會很快凝固,再也攤不平了。但是動作太快也不行,容易把餅弄破。要攤一張厚薄均勻的圓形煎餅,難道只能“憑感覺”嗎?
如何科學地攤一張餅
作為流體力學領域的科學家,塞利爾和布卓決心利用數學建模計算,他們嘗試了兩種方法。
第―種叫做蒙特卡洛方法,這是―種盡可能地把所有因素及其組合考慮在內,然后利用計算機模擬出最佳組合的方法。兩位物理學家把面糊黏度、面糊密度、鍋傾斜時的角度和鍋的半徑等10個參數代入了蒙特卡洛方法當中。這個方法的計算量是巨大的,不過利用蒙特卡洛方法攤的煎餅果子的均勻度確實提高了40%。
第二種叫做伴隨優化的數學算法。在這個方案里,塞利爾和布卓只需要考慮少數幾個關鍵參數就可以,計算機也模擬出了最佳攤餅公式:往鍋中心倒足量的面糊,然后按照設定的方向順序攤開。結果顯示,用這個攤餅公式攤出的煎餅果子的均勻度比自然流動的要高83%。
總而言之,在充分比較了兩種方法的最終結果后,兩位物理學家找到了一個實用的攤煎餅方法:將攤一張餅所需的面糊一次性倒入平底鍋,然后迅速將鍋傾斜一個角度。面糊會流向鍋的邊緣,接著順時針或逆時針將鍋轉動一到兩圈,使未凝固的面糊自然流動、成形。隨著面糊逐漸受熱凝固,平底鍋的傾角應該逐漸減小,轉動速度也要放慢。在理想情況下,當傾角減小到零,也就是鍋處于水平位置的時候,面糊剛好完全覆蓋鍋底。需要注意的是,一定要始終沿著同一個方向轉動鍋,切忌在轉動過程中變換方向。
這種方法有一個酷炫的名字:重力驅動液態膜的最優控制。這一技術不僅能用來做早餐,還能應用到巧克力制造、涂層工藝和彈性薄殼制造等領域,而彈性薄殼在航空航天、船舶制造等方面都有重要應用。誰能想到,對美好早餐的追求也能推動工程技術的小小進步呢?
(《大科技·科學之謎》)