Alle som har hatt øretelefoner i lomma vet dette: en ledning som er løs i et trangt rom har en naturlig tendens til å danne knuter. Dette «Murphys lov» av trådene sparer ikke engang på julepynten: vi utfordrer alle som har pyntet juletreet sitt med de klassiske julelysene til ikke å ha forbannet å nøste opp i floken som spontant dannet seg, til tross for omsorgen som den var plassert med året før.
Studiet om trådknuter i boks
I 2007 Dorian Raymer Og Douglas Smithto forskere fra University of Chicago, gjennomførte et konseptuelt veldig enkelt eksperiment: de satte inn ledninger av forskjellige lengder i en boks og ristet boksen. Du vil ikke bli overrasket over å oppdage at trådene systematisk har dannet knuter som floker seg spontant. På 3415 tester oppnådd, fant de to forskerne 120 typer knop forskjellig. Trådenes «evne» til å danne knuter økte med lengden og – ifølge resultatene til Raymer og Smith – faller til null under i 46 centimeter: tråder kortere enn dette knyter seg ikke. Men julelysene er flere meter lange, så muligheten for å skape kaos i boksene deres er praktisk talt en sikkerhet.
Fra et vitenskapelig synspunkt er det rett og slett statistikk: de finnes tusenvis av måter der en tråd kan knyttes, men bare en der den kan bestilles perfekt. Kort sagt, «knyttede» tilstander er mye mer sannsynlige enn «ordnede» tilstander. Dette betyr at, med utgangspunkt i en bestilt konfigurasjon, vil enhver variasjon (selv bare flytte dekorasjonsboksen til kjelleren eller loftet) ta systemet mot en desidert mer sannsynlig tilstand, det vil si sammenknyttet.
Hvis dette minner deg om konseptet entropidu tar ikke feil. I statistisk mekanikk er entropi nettopp en indeks på antall tilstander knyttet til en bestemt tilstand, som vi i denne sammenheng kan kalle «knyttet tråd» og «ordnet tråd». I naturen øker entropien ganske enkelt fordi etter hvert som systemene utvikler seg, tenderer de mot mer sannsynlige tilstander, som vi har en tendens til å betrakte som mer «uordnet» enn sannsynlige.
Vi må da vurdere den spesielle formen til julelys, hvis kabel er laget av kobber (derfor et relativt stivt materiale) og fremfor alt har de mange pærer, som fungerer litt som «utnyttelsespunkter” som kabelen kan bruke til å danne knuter.
Slik unngår du at julelys floker seg sammen
Dessverre er det lite som kan gjøres mot entropiens ustoppelige lov: lysene vil alltid ha en tendens, statistisk sett, til å bli sammenknyttet. Vi kan imidlertid bruke veldig enkle triks for å unngå at det dannes knuter oppstrøms.
For eksempel vikle julelys rundt pappeller annet stivt materiale: så lenge kabelen forblir godt festet på plass, vil det være mye vanskeligere for den å bevege seg nok til å ende opp med å danne knuter. En annen åpenbar løsning er pakk lysene inn i en sirkel og fest sirkelen flere stederalltid med tanke på å begrense bevegelsesfriheten til kabelen.
