為什么物理學(xué)家建議：奶酪一定要 “刨” 著吃才好吃？

僧侶頭奶酪Tête de Moine（圖片來(lái)源：維基百科）

在許多精致的西式餐桌上，你可能見(jiàn)過(guò)一種頗具儀式感的奶酪：當(dāng)?shù)镀従徯D(zhuǎn)，一片片薄如蟬翼的奶酪被刮起、卷曲，最終堆疊成一朵蓬松的“花”。這種奶酪名叫Tête de Moine，中文常譯為“僧侶頭奶酪”。與普通奶酪切片不同，它不是被切塊或切片，而是被一種特殊工具慢慢刮削，形成精致的花狀卷片。

這種造型不僅好看，許多奶酪愛(ài)好者還堅(jiān)稱(chēng)：“開(kāi)花”的奶酪比普通切片更好吃。這個(gè)問(wèn)題乍看屬于美食和擺盤(pán)的范疇，但物理學(xué)家卻真的把它當(dāng)個(gè)事辦。研究發(fā)現(xiàn)，在這朵精致的奶酪花背后，其實(shí)隱藏著摩擦力、材料性質(zhì)和形變之間的復(fù)雜作用。

從樹(shù)葉到塑料：自然界為什么會(huì)出現(xiàn)“波紋”？

如果仔細(xì)觀察自然界，你會(huì)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的“波紋邊緣”其實(shí)非常常見(jiàn)。某些植物葉片的褶皺、蘑菇邊緣的卷曲、珊瑚的花邊形態(tài)，甚至被撕開(kāi)的塑料薄膜，都可能呈現(xiàn)出類(lèi)似的起伏紋理。

自然界中珊瑚的“波紋”（圖片來(lái)源：Wikimedia/Toby Hudson）

在物理和材料科學(xué)中，研究者有時(shí)把這種由力學(xué)過(guò)程驅(qū)動(dòng)的形態(tài)形成稱(chēng)為一種“形態(tài)發(fā)生（Morphogenesis）”。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：當(dāng)一張塑料膜被撕裂時(shí)，裂口附近的材料會(huì)被拉伸，長(zhǎng)度變得比遠(yuǎn)離裂口的位置更長(zhǎng)。由于兩側(cè)長(zhǎng)度不一致，材料無(wú)法保持平整，只能通過(guò)起皺的方式“消化”多出來(lái)的長(zhǎng)度，于是邊緣就出現(xiàn)了褶皺。

被拉長(zhǎng)的塑料膜會(huì)產(chǎn)生“波紋”（圖片來(lái)源：維基百科）

這種現(xiàn)象在材料科學(xué)中非常常見(jiàn)：當(dāng)不同區(qū)域的長(zhǎng)度或應(yīng)力不匹配時(shí)，材料往往會(huì)通過(guò)彎曲、起皺或卷曲來(lái)釋放應(yīng)力。

然而，當(dāng)科學(xué)家把這些理論應(yīng)用到奶酪上時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)事情沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。因?yàn)槟汤壹炔皇墙饘伲膊皇撬芰希且环N復(fù)雜的軟物質(zhì)材料。它既可以像固體一樣保持形狀，又會(huì)像塑料一樣緩慢變形，還包含水分、脂肪和蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。

于是，一個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題就出現(xiàn)了：奶酪花的卷曲，究竟是怎樣產(chǎn)生的？

奶酪為什么會(huì)“開(kāi)花”？

為了弄清這種奇特形狀的來(lái)源，研究人員把刨奶酪這件廚房里的事情搬進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。他們選擇同一品牌、同一成熟度的僧侶頭奶酪，并對(duì)傳統(tǒng)的奶酪刨進(jìn)行改造：讓奶酪在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下以穩(wěn)定速度旋轉(zhuǎn)，固定刀片角度，同時(shí)精確控制刀片施加的壓力，并用成像設(shè)備記錄刮削過(guò)程中奶酪的形變。

實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（圖片來(lái)源：Phys. Rev. Lett . (2025)）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，奶酪花的形成并不是因?yàn)椴牧媳焕欤且驗(yàn)椴煌恢玫哪Σ亮Σ灰粯印ｋS著奶酪成熟，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸出現(xiàn)差異——中心部分更柔軟，靠近外皮的區(qū)域則更堅(jiān)硬。當(dāng)?shù)镀蜗鲿r(shí)，這種軟硬差異會(huì)直接影響摩擦力：較軟的區(qū)域更容易被刀片壓出微小形變，使刀片與奶酪之間的真實(shí)接觸面積增大，因此摩擦更強(qiáng)；而較硬的外層不容易被壓縮，接觸面積較小，摩擦也相對(duì)較弱。

正是這種沿著奶酪輪從內(nèi)到外逐漸變化的摩擦力分布，使被刮起的奶酪片不同位置受到不同程度的壓縮。 這樣一來(lái)，被刮起的薄薄奶酪片就出現(xiàn)了“長(zhǎng)度差”：中心更短，邊緣更長(zhǎng)，為了適應(yīng)這種差異，材料只能通過(guò)彎曲和起伏來(lái)釋放應(yīng)力，于是形成了蓬松的花瓣形狀。

研究人員還做了一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：他們把奶酪輪的外皮去掉，讓整塊奶酪的結(jié)構(gòu)變得更均勻。當(dāng)摩擦差異消失后，再刮出來(lái)的奶酪片就不再卷曲，而是變成了平整的薄片。這說(shuō)明，那些優(yōu)雅的奶酪花其實(shí)正是摩擦力差異導(dǎo)致的形態(tài)變化。

從一朵奶酪花到科學(xué)的觀察方式

有趣的是，這種花狀結(jié)構(gòu)不僅好看，還真的可能讓奶酪更好吃。研究人員指出，當(dāng)奶酪被刨成輕盈的卷曲花瓣時(shí)，其表面積會(huì)顯著增加。更多的表面積意味著奶酪能夠與空氣更充分接觸，揮發(fā)性的香味分子也更容易釋放出來(lái)，因此人們聞到的香氣更濃，口感也更輕盈。換句話(huà)說(shuō)，這種看似優(yōu)雅的造型，其實(shí)在無(wú)意中優(yōu)化了味覺(jué)體驗(yàn)。

“奶酪花”制作過(guò)程（圖片來(lái)源：Tête de Moine AOP, Fromage de Bellelay）

但對(duì)物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，這朵奶酪花的意義并不只在餐桌上。它展示了一種在自然界和材料世界中反復(fù)出現(xiàn)的現(xiàn)象：當(dāng)材料不同區(qū)域的形變程度不一致時(shí)，就會(huì)通過(guò)彎曲、卷曲或起皺來(lái)“消化”這些差異，從而形成復(fù)雜的形態(tài)。

類(lèi)似的機(jī)制可以在樹(shù)葉的波浪邊緣、蘑菇的褶皺、珊瑚的結(jié)構(gòu)甚至撕裂的塑料薄膜中看到。通過(guò)理解這些過(guò)程，科學(xué)家可以更好地研究軟材料的加工方式，甚至探索如何用簡(jiǎn)單的力學(xué)過(guò)程制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

好奇心往往是探索科學(xué)的第一步（圖片來(lái)源：維基百科）

而更有意思的是，這項(xiàng)研究本身也展示了一種典型的科學(xué)路徑：從一個(gè)日常生活中的小現(xiàn)象出發(fā)——為什么刨出來(lái)的奶酪會(huì)像花一樣卷曲——然后通過(guò)測(cè)量、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，逐漸揭示背后的規(guī)律。很多時(shí)候，科學(xué)并不一定始于宏大的問(wèn)題，它往往誕生于對(duì)細(xì)節(jié)的好奇。只要有人愿意認(rèn)真觀察，一朵餐桌上的奶酪花，也可以成為理解自然規(guī)律的入口。

撰稿/楊雨鑫

參考資料：
[1]. Science News → Physicists explain how cheese rosettes form
[2]. phys.org → Friction variation creates Tête de Moine's signature cheese flowers
[3]. Morphogenesis of Cheese Flowers through Scraping