吃个披萨也能发论文？意大利物理学家算出“完美披萨”热力学公式 ，还和复旦学者研究了中国美食烹饪术

想不想尝尝美味的意式披萨？你可以找一家地道的意大利餐厅，点上一张用传统土砖炉烤出来的经典玛格丽特披萨，或者参考物理学家们给出的热力学公式，在自家的烤箱里烤出“最科学”的披萨。不久前，来自意大利的两位物理学家安徳烈·瓦拉莫夫、安得利亚斯·格拉茨和一位食物人类学家塞尔吉奥·格拉索共同在《物理教育》上发表了一篇论文，题为“烤出美味披萨背后的物理学”，向大家展示如何科学地烤出好吃的披萨。向大家展示如何科学地烤出好吃的披萨。

▲文章作者安徳烈·瓦拉莫夫和安得利亚斯·格拉茨。| 图片来源：uniroma2.it, midweeknew.com

披萨店中碰撞出的火花这篇论文的前两位作者不论在学术上还是生活中，都是一对儿名副其实的“铁哥们”。他们都从事超导、热电材料方向的研究，曾在美国阿贡国家实验室共事十多年，合作发表多篇学术论文和综述。现在，瓦拉莫夫在位于意大利罗马的超导体，创新材料和器件研究院，格拉茨在美国的北伊利诺伊大学物理系。

格拉茨说，这项研究的想法诞生于他最近一次去意大利出差的时候。他和瓦拉莫夫一起去披萨店吃披萨，发现披萨店里用传统砖窑炉烤出来的披萨总是要比用自家电烤箱烤出来的披萨美味许多。瓦拉莫夫业余也对厨房中的物理学非常感兴趣，他们上网搜索了一番，发现英语类论文中还没有关于如何科学地烤披萨的研究。因此他们一拍即合，决心探索烤披萨背后的物理学，并联系食物人类学家格拉索，分析了披萨在意大利的起源和历史。

▲传统烤披萨的砖炉和经典玛格丽塔披萨。| 图片来自论文

烤披萨的“终极奥义”瓦拉莫夫和格拉茨在萌生了研究如何烤披萨的想法后，直截了当地向披萨店的厨师询问制作方法，而厨师给他们的答案是：将披萨在 330 摄氏度的炉子内烤制两分钟。

为什么是在这个温度？为什么只烤两分钟？这就要考虑到炉子内发生的热力学过程。炉子中的高温将披萨烤熟的过程就是炉子的热量传递给披萨的过程。在这个过程中，需要考虑到炉子和面饼的热容——即单位质量的物体升高一度所需要的热量；两个具有不同温度的物体之间热传导的热通量，以及热量“穿透”低温物体表面进入物体内部进行加热的。

通过假设“所有的温度变化只发生在长度依赖的相应时间内”将问题进行简化，最后瓦拉莫夫和格拉茨得到了烤披萨的计算公式：

其中

式中，T0 是高、低温物体界面间的温度，κ1，c1，ρ1 和κ2，c2，ρ2分别是高温和低温物体的热导率，热容和质量密度，以及高、低温物体的温度 T1 和 T2。

▲披萨饼胚，电烤箱，砖炉，水的各项参数。| 图片来源：论文

若假设披萨饼胚的初始温度是 20°C，而烤披萨的砖炉内的温度是厨师所说的 330°C，那么根据上面的公式和表格中列出的关于披萨饼胚和砖炉的一些参数，就可得到砖炉和披萨界面的温度约为208°C……

但是，如果用普通的家庭电烤箱代替传统砖炉，情况就不一样了。由于电烤箱是钢制结构，其热容比砖炉要小，而热导率极高，如果仍用 330°C 烤制披萨，那么电烤箱和披萨饼胚间的界面温度能达到 300°C，足以直接把披萨烤焦。如果仍用 330°C 烤制披萨，那么电烤箱和披萨饼胚间的界面温度能达到 300°C，足以直接把披萨烤焦。

在家吃还是去饭店？

经过一系列计算，格拉茨和瓦拉莫夫最终认为：要想吃上好的披萨，还是去有传统砖炉的披萨餐厅比较靠谱。如果实在想在家做披萨，可以试着用陶瓷烤盘盛装披萨，并在烘烤的时候让披萨在烤箱中匀速旋转，以此模拟砖炉内的烘烤模式，同时让披萨受热均匀。以此模拟砖炉内的烘烤模式，同时让披萨受热均匀。

作为意大利人，烤披萨并不是他们俩研究的终点。格拉茨说：“我们未来还想研究一下冲泡咖啡的物理学，尤其是用浓缩咖啡机冲泡的学问。咖啡在冲泡前需要进行研磨，研磨颗粒的大小和均匀程度都会影响咖啡后期的冲泡。此外，冲泡时温度和湿度的变化、以及浓缩咖啡时的压强也都会造成一定的影响。这些涉及颗粒物理，还有咖啡颗粒间的静电作用力。”

▲在水的三相图上展示的蒸饺子的过程。蒸饺子的环境不仅能保证热量传输，还包含一定的负反馈，抑制了温度的波动。

而他的好朋友瓦拉莫夫要走得更远。一次上海之行也让他爱上了中国的美食，在于今年 6 月线上发布的另一篇论文里，他与来自复旦大学的周正（音，Zheng Zhou）和陈焱（Yan Chen）教授分析了蒸饺和水饺烹饪过程的区别，并探讨了为什么涮火锅只需要几秒钟。

编辑：沈湫莎

责任编辑：任荃

来源：综合自环球科学、科研圈等