超市中的蘋果堆，要拿走幾顆才會開始崩塌？
逛超市買水果時，您是否曾經面臨過一個棘手的問題：那些巧妙堆疊的水果堆如果拿走一些水果會不會崩塌？看似是一個日常小事，但這背後其實隱藏著物理學的奧秘。
來自智利三所大學的物理學家們決定把這個日常場景變成科學實驗。他們開發了一個電腦模擬實驗，模擬了90、372、846、1512和2370個球體在不同角度堆疊的情況。然後，他們隨機移除堆疊中的球體，直到塔體崩塌，從而確定在什麼角度和堆疊大小下，塔體會「立即崩塌」、「根本不會崩塌」，或者「還需移除多少球體」才會導致崩塌。
研究結果揭示，在任何設計的水果堆實驗中，大約10％的水果可以被移除，然後就會觸發一場「水果雪崩」。換句話說，如果有一堆100個（此處可放你最喜愛的圓形水果），千萬不要成為那個移除第11個水果的人，除非你願意突然被89個梅子砸中。
這項研究的目的不僅僅是為了解決超市購物時的小困擾，其實還有更深遠的意義。這與山體滑坡或雪崩等更危險的現象息息相關。雖然水果堆疊的結構比山上的土壤或雪堆更有規律，但這是了解從結構中移除物體的效應的一個良好起點。
移除10%的圓形水果開始有風險
團隊希望未來的研究將使用包含不同大小和隨機排列物體的模擬——如果你願意，可以想像成一碗水果沙拉。在研究的結論中，團隊寫道：「我們希望通過對日常現象的研究，啟發新的方法來學習和理解像雪崩這樣複雜的問題。」這次研究不僅僅是對超市水果塔的一次科學探索，更是對自然界更大規模災難的一種模擬和理解。
科學家們的這項研究，不僅在物理學領域獲得了新的認知，也為理解和預防自然災害提供了新的視角。這種從日常生活中吸取靈感的科學探索，不僅豐富了我們對周遭世界的理解，也為未來的科學研究開闢了新的道路。
所以，下次當你在超市遇到那些搖搖欲墜的水果山時，不妨記得這些科學家的研究，也許你就不會是那個觸發「水果雪崩」的不幸者。畢竟，在這個看似簡單的動作背後，可能隱藏著一場小型的科學實驗，等待著你去發現和探索。這項研究刊登在《Physical Review E》。
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首圖來源：free.pik
圖片來源：Physical Review E cc By4.0
參考論文：
1.Stability of a tilted granular monolayer: How many spheres can we pick before the collapse?Physical Review E
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