越來(lái)越多的人喜歡在閑暇時(shí)刻與親朋好友一起，在風(fēng)景優(yōu)美的地方露營(yíng)野餐。在露營(yíng)美食選項(xiàng)中，燒烤是一大熱門(mén)選擇——支起火，把準(zhǔn)備好的食物放在烤架上來(lái)回翻轉(zhuǎn)，不一會(huì)兒，就能收獲一大堆美食。

如此聽(tīng)來(lái)，燒烤幾乎是一項(xiàng)人人都能輕松勝任的工作。但你是否思考過(guò)，在熱的烤架上烤一塊牛排、漢堡肉，或茄子片時(shí)，最高效的烹飪策略是什么？如果你是烹飪小白，那么，一項(xiàng)新的研究或許能教你一些省時(shí)的燒烤技巧，讓你在下次擔(dān)任 " 燒烤主廚 " 時(shí)，更顯專(zhuān)業(yè)。

一個(gè)為燒烤而建立的數(shù)學(xué)模型

在這項(xiàng)發(fā)表于《物理 D：非線性現(xiàn)象》期刊上的研究中，來(lái)自威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的數(shù)學(xué)家Jean-Luc Thiffeault創(chuàng)建了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，用這個(gè)模型可以確定，如果想要盡可能快地烹飪出符合你喜好的成熟度的漢堡肉餅，應(yīng)該在何時(shí)翻轉(zhuǎn)一次烤架上的肉，以及應(yīng)該翻轉(zhuǎn)多少次。

在這個(gè)模型中，Thiffeault 對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行了簡(jiǎn)化。他將烤架上的肉餅視為一塊均勻的板。相比于考慮更真實(shí)漢堡的模型，這種簡(jiǎn)化過(guò)的理想模型具有不需要用到超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，雖然它可能不能給出精確的烹飪時(shí)間，但它仍然可以讓我們獲悉一些與烹飪過(guò)程有關(guān)的信息。

模型中所涉及的 " 數(shù)學(xué)漢堡肉 " 有著可被輕松分析的屬性。這些肉餅具有均勻、堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)，以及對(duì)稱(chēng)的熱屬性。換句話(huà)說(shuō)，無(wú)論肉餅是以哪一面朝上的方式被放置在烤架上，熱量都以相同的速度，自下而上地穿過(guò)肉餅的所有部分。

在這項(xiàng)研究中，Thiffeault 用它的數(shù)學(xué)模型模擬了熱量是如何在這樣的肉餅上流動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，他將一塊室溫（25°C）的漢堡肉餅放在 200 ℃的平板上加熱。利用傳熱方程，他對(duì)能夠讓肉餅在盡可能短的時(shí)間內(nèi)烤熟的最佳翻轉(zhuǎn)次數(shù)，以及每次翻轉(zhuǎn)之間的時(shí)間間隔進(jìn)行了計(jì)算。在這里，Thiffeault 所設(shè)定的 " 烤熟 " 標(biāo)準(zhǔn)為，肉餅內(nèi)的每一點(diǎn)的溫度都達(dá)到 70°C。

盡可能快的烹飪方式

模擬發(fā)現(xiàn)，如果不對(duì)肉餅進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，那么烹飪時(shí)間將會(huì)是無(wú)限長(zhǎng)。只有進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)，才可以使肉餅未被加熱過(guò)的一面也開(kāi)始變暖，從而讓總的烹飪時(shí)間收斂到一個(gè)合理的有限值上。

翻轉(zhuǎn)可以使肉餅均勻受熱，加快烹飪速度。那么，是翻轉(zhuǎn)次數(shù)越多，烹飪速度就越快嗎？某種程度上，是的。模型表明，在翻轉(zhuǎn)總次數(shù)不超過(guò) 4 次的情況下，每一次翻轉(zhuǎn)都會(huì)有效縮短總的烹飪時(shí)間；當(dāng)翻轉(zhuǎn)次數(shù)超過(guò) 4 次之后，更多的翻轉(zhuǎn)所能帶來(lái)時(shí)間改進(jìn)將越來(lái)越不明顯。

例如，模型顯示，當(dāng)對(duì)一塊厚度為 1 厘米的肉餅進(jìn)行烹飪的途中進(jìn)行一次翻轉(zhuǎn)時(shí)，烹飪時(shí)長(zhǎng)為 80.5 秒。在經(jīng)過(guò) 4 次翻轉(zhuǎn)之后，這個(gè)時(shí)間會(huì)下降到 65 秒；但如果翻轉(zhuǎn)次數(shù)增加到 20 次，時(shí)間只會(huì)繼續(xù)縮短 1 到 2 秒。

這意味著，在進(jìn)行了 3~4 次翻轉(zhuǎn)之后，更多的翻轉(zhuǎn)對(duì)于減少烹飪時(shí)間的減少來(lái)說(shuō)就可忽略不計(jì)了。

為學(xué)者和廚師帶來(lái)的啟示

顯然，這樣一個(gè)模型可能將更受學(xué)者的青睞，而非專(zhuān)業(yè)廚師。一般來(lái)說(shuō)，與溫度相關(guān)的優(yōu)化問(wèn)題通常考慮的是物體在某個(gè)特定時(shí)間的溫度。而這個(gè) " 數(shù)學(xué)漢堡肉 " 模型所關(guān)注的則是 " 肉餅 " 上的每一點(diǎn)的溫度變化，其中所涉及到的問(wèn)題，會(huì)讓一些研究人員聯(lián)想到湍流熱對(duì)流的特征。

除此之外，這個(gè)模型對(duì)于喜歡在戶(hù)外露營(yíng)烤肉的人來(lái)說(shuō)，也不失為一個(gè)好消息。Thiffeault 指出，對(duì)于那些想要減少燒烤時(shí)間的人來(lái)說(shuō)，翻轉(zhuǎn)烤架上的食物會(huì)是一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的操作。如果你只想翻轉(zhuǎn)一次，那么根據(jù)模型提供的數(shù)據(jù)來(lái)看，你不應(yīng)該等到肉餅半熟了才翻，而是應(yīng)該在底部的 1/3 成熟之時(shí)就進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。這樣做雖然會(huì)另一面的烹飪時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，但整體時(shí)間會(huì)縮短。一個(gè)簡(jiǎn)單的翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，或許就能減少你待在炙熱的烤架前的時(shí)間。