如果你看过任何一部《复仇者联盟》电影，它们可能会引发一些科学问题，比如：钢铁侠的战甲真的存在吗？时间旅行是真的吗？为什么布鲁斯·班纳身上没有到处都是妊娠纹？对于一群物理学家来说，这激发了一个问题：弹响指的物理学原理是什么？这个问题正好是在反派灭霸在《复仇者联盟4：终局之战》（2018）中戴着强大的无限手套弹响指时产生的。一个人真的能在戴着像无限手套这样重型的装备时成功地弹响指吗？
这些好奇的物理学家们，都来自佐治亚理工学院化学与生物分子工程学院和哈维·穆德学院，他们于周二在《英国皇家学会界面杂志》上 发表 了他们的研究成果。他们因此揭示了即使没有无限手套，响指是多么强大的一个动作。事实上，研究人员发现，这个动作产生了人类迄今为止观察到的最高角加速度，速度接近美国职业棒球大联盟投手手臂的三倍。而实现这种高角加速度的关键？是摩擦力。
“你看到数据，‘哦，我们达到了每秒160万度，我的天。这确实是一个非常非常快的瞬间，”佐治亚理工学院教授、该研究的负责人Saad Bhamla说。“我们需要研究一下，我们是如何产生如此高的极端加速度的。”
角加速度不仅考虑了物体移动的速度，还考虑了它运动的弧度。例如，投手的手臂会划出一个弧线，角加速度考察的是该弧线的起点和终点之间的角度。响指看起来没什么大不了，但它却快得惊人。一个响指只需 七毫秒，而眨眼则需要150毫秒。其角加速度达到了每秒160万度，这意味着中指在其快速运动中产生的微小弧度，每秒覆盖了160万度的角度。
正如该团队的论文所解释的那样，整个动作，从拇指和中指合拢到手指在响指后放松，将手变成了一个物理系统。这意味着手部产生响指的所有部分是独立运作但又协同工作的，就像机器的各个部件一样。你的手变成了一个弹簧驱动的闭锁（LaSMA）系统。这些系统可以在非常小的尺度上产生巨大的能量：一个电机将势能加载到一个由闭锁装置固定的弹簧系统中。当闭锁装置释放时，弹簧和闭锁装置之间储存的势能转化为动能，以一种爆炸性的、超快速的运动释放出来。像螳螂虾和捕食性蚂蚁这样的生物也拥有LaSMA系统，这使得它们能够做出弹跳动作。尽管我们的响指很强大，但与它们的相比，我们显得微不足道。
该团队将LaSMA系统映射到了弹响指的手上。手臂肌肉充当了电机，将势能通过手指的肌腱传递，肌腱变成了弹簧。闭锁装置并非单独的拇指或中指，而是你中指尖和拇指尖之间的皮肤摩擦力。这种摩擦力在响指的动力学中起着双重作用，既起到了闭锁的作用，又阻碍了手指的解锁。如果你将拇指和中指在响指前的姿势保持在一起，你可以感觉到你的手腕和指关节正在将势能挤压出来，而你的指尖则保持紧绷。
通过用力将拇指和中指向相反方向移动，你暂时克服了将手指锁在一起的皮肤摩擦力，手指肌腱中储存的所有势能以动能的形式爆发出来。中指向下摆动，碰到手掌底部，发出“啪”的一声。就是这么简单。
Bhamla的团队探索了这个系统内的变量，例如指尖之间的摩擦力和可压缩性。他们尝试用涂了护手霜的手指、戴着乳胶手套和金属顶针（这可以算是无限手套手指的地球类比物）来弹响指。
“我们需要这个‘恰到好处’的区域，因为摩擦力太小，你就无法储存足够的能量，”Bhamla说。“但如果摩擦力太高，你仍然需要这种滑动的动态运动。”
虽然这对团队来说是一个业余项目，但他们的观察处于物理学和工程学的交叉点。例如，你是否曾经尝试过用湿漉漉的手指解锁智能手机？研究摩擦力的作用也可能影响材料科学以及我们日常接触的物品。
“手指弹响是一个非常快速的动作，是一个极端情况，这让我们得以窥探指尖的极限，”Bhamla说。
如果你仍然不知道如何弹响指，Bhamla也帮不了你。当被问及如何完美弹响指的公式时，他反问了一个问题。“为什么我们能弹响指？比如，它有什么生物学功能和进化上的意义？” 其他拥有对生拇指的生物是否也能弹响指，这一点还有待观察，但这可能是下一个需要解开的谜团。
