科学地摊出一张煎饼果子

2019-10-09 03:10:34 知识窗 2019年9期

张君燕

煎饼果子是许多中国人最爱的美食之一,每个摊煎饼的大妈都是神一般的存在。不服吗?楼下卖早餐的大妈两分钟就可以摊出一张漂亮的煎饼果子,如果你自己上手去做,多半会发现:咦,怎么不是圆的?怎么翻个面,皮就破了?没错,对摊煎饼果子的大妈来说易如反掌的事情,到了你这里可能比登天还难。

那么,怎样才能摊出一张完美的煎饼果子呢?

这个问题同样困扰着外国人。为了能摊出完美的煎饼果子,法国巴黎综合理工学院的爱德华·布卓和新西兰坎特伯雷大学的马修·塞利尔仔细研究了一番,终于找到了其中的奥义。无论是煎饼果子还是可丽饼,一张完美的煎饼都应该具备以下三点:形状正圆、厚薄均匀、没有破洞。比较专业的摊煎饼果子的方法是用推子之类的工具把面糊快速推开,对于非专业人士来说,最易上手的方法就是转动平底锅让面糊自己摊开。

塞利尔和布卓选择采用第二种方法展开研究。

尝试过摊煎饼果子的人都知道,如果在面糊刚刚下锅的时候没有及时把它摊平,面糊很快就会凝固,无法再摊平,但是动作太快,又容易把煎饼弄破。这是因为在加热的过程中,面糊中的水分逐渐流失,黏度增加。

作为流体力学领域的科学家,塞利尔和布卓决心从其物理特性入手,利用数学建模计算,模拟已经成型的煎饼果子与还在流动的残余面糊在受热容器中的相互作用。塞利尔和布卓尝试了两种方法,第一种是将面糊表面运动采用参数化的谐波方程描述,并采用蒙特卡洛方法“暴力求解”,找出最优的参数组合。这里要考虑的参数有十个,包括面糊黏度、密度、锅的倾斜角、半径、面糊初始厚度等。这种方法能够将摊煎饼的均匀性提升大约40%。可是,相较于背后的海量计算工作,这个方法显得有点得不偿失。

于是,塞利尔和布卓又尝试了另一种方法。这是一种叫作伴随优化的数学算法:将面糊的最终形态作为目标函数,对面糊施加作用力而导致的运动描述为一系列偏微分方程,以提供约束条件,在此基础上对目标函数进行优化,寻找能使面糊均匀平摊的最优路径和方法。经过多次的调整和模拟,他们终于找到了制作的最佳方法,能让摊煎饼的均匀程度提升83%。

总而言之,在充分比较了非控制组、蒙特卡洛解法及伴随优化求解法的最终结果后,塞利尔和布卓找到了一个实用的摊煎饼果子的方法:将摊一张煎饼所需的面糊一次性倒入平底锅,然后迅速将锅倾斜一个角度,面糊会流向锅的边缘。接着,顺时针或逆时针将锅转动一到两圈,使未凝固的面糊自然流动、成形。根据伴随优化算法,随着面糊逐渐受热凝固,平底锅的倾角应该逐渐减小,转动速度也要放慢。在理想情况下,当倾角减小到零,也就是锅处于水平位置的时候,面糊刚好完全覆盖锅底。需要注意的是,一定要始终沿着同一个方向转动锅,切忌在转动过程中变换方向。

这种方法有个酷炫的名字——重力驱动液态膜的最优控制。这一技术不仅能用来做早餐,还能应用于巧克力制作、涂層工艺和弹性薄壳制造等领域,而弹性薄壳在航空航天、船舶制造等方面也都具有重要应用。

没想到,每个摊煎饼果子的大妈都是隐藏的流体力学专家。


(function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();