打结的牢固程度由什么因素来决定怎么打结最牢固图解( 二 ) _图解

这样，在顺、逆时针旋转趋势的共同作用下，蓝色绳子易于扭转（类似于搓麻花时，麻花的那种“拧”）而不易旋转，具有较高的扭转能量。绳结扭转能量较高，不易旋转和打滑，具有更好的安全性。
这样，在一个复杂的结中，当相交点处摩擦力方向综合效果使整个结具有更高扭转能量时，结的稳固性会更好。
下面我们以平结和一种十分类似平结的“祖母结”为例，来感受一下扭转能量对绳结稳固性的影响。

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从上图的线条模型图中可以看出，平结中上半部分3个交点处产生的摩擦力使蓝色绳子具有顺时针旋转的趋势，而下半部分的3个交点则使其逆时针旋转。
对于祖母结，所有6个交点处的摩擦力都使蓝色绳子顺时针旋转，这种情况下的绳易于发生旋转打滑。若换做以红色绳子为研究对象，可以得到一样的结果。
所以，尽管同是6个交点，由于扭转能量的不同，祖母结的稳固程度远不及平结。将平结误打成祖母结是许多攀岩新手常犯的错误，甚至可能引发危险，因此祖母结也被戏称为“外行平结” 。
3）绳子的切向作用力效果
上文提到的扭转能量是绳与绳之间垂直作用力的相互影响。而当绳结拉紧时，绳与绳之间是紧密接触的，它们在沿着绳方向相对滑动时产生的切向力也不能忽视。
考虑两根平行的紧密接触的绳子，相对于同向拉扯，反向拉扯时的摩擦力会更大，它们形成的结也会更加稳固。
我们尝试对比平结和另一种类似平结的“小偷结” 。它们的区别在于平结的两个施力端在同一侧，而小偷结的施力端是对侧。

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从简化的线条模型图可以看出，平结和小偷结都有6个交点，并且具有相同的扭转能量。但是，有经验的攀登者会知道，平结相对于小偷结具有更好的稳固程度。它们的差别就在于切向作用力的效果。
对于平结，中间部分的绳段具有相反的拉扯方向，并且上下4对绳段处拉扯方向也是相反的；而对于小偷结，只有中间绳段拉扯方向相反，而上下4对绳段的拉扯方向相同。
所以，小偷结中切向作用力的效果相对于平结更弱，牢固程度更差，这或许是小偷结仅仅被小偷用来制作标记（“小偷结”名称的由来）而没有被登山者广泛采用的主要原因。
小研究大应用
如此，我们分析绳结的拓扑结构（由实体抽象而成的极简结构，代表某种“本质”特征），获得绳子相交点的个数、扭转能量和切向作用力效果这三个重要的绳结特性，就能定性地预测出它的稳固性。
科学家们还发现，在本次研究分析的所有绳结里，仿真和实验结果表明，“齐柏林结”是最稳固的一种，比攀岩运动中流行的阿尔卑斯蝴蝶结的安全性更高。

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这项研究为人们提供了一种科学且简易的方法，通过分析绳结形状特征就能预测绳结稳固程度。
不过你或许会想，即使没有这项研究，攀岩爱好者、水手、外科医生、建筑工人，以及织毛衣的妈妈们，也能通过长期实践和经验传承获得性能优良的绳结方案。那你可把这项研究想简单了。
当科学家们研究DNA（脱氧核糖核酸）、液晶、等离子体、量子流体、蛋白质、聚合物等微观“绳结”结构的力学性质时，这种通用的判别规则显得尤为重要，这也是这项关于结和纠缠的拓扑力学研究的深远意义所在。