越來越多的人喜歡在閑暇時刻與親朋好友一起，在風景優美的地方露營野餐。在露營美食選項中，燒烤是一大熱門選擇——支起火，把準備好的食物放在烤架上來回翻轉，不一會兒，就能收獲一大堆美食。

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

一個為燒烤而建立的數學模型

在這項發表于《物理 D：非線性現象》期刊上的研究中，來自威斯康辛大學麥迪遜分校的數學家Jean-Luc Thiffeault創建了一個數學模型，用這個模型可以確定，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，應該在何時翻轉一次烤架上的肉，以及應該翻轉多少次。

在這個模型中，Thiffeault 對實際情況進行了簡化。他將烤架上的肉餅視為一塊均勻的板。相比于考慮更真實漢堡的模型，這種簡化過的理想模型具有不需要用到超級計算機來執行計算的優勢，雖然它可能不能給出精確的烹飪時間，但它仍然可以讓我們獲悉一些與烹飪過程有關的信息。

模型中所涉及的 " 數學漢堡肉 " 有著可被輕松分析的屬性。這些肉餅具有均勻、堅實的結構，以及對稱的熱屬性。換句話說，無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，自下而上地穿過肉餅的所有部分。

在這項研究中，Thiffeault 用它的數學模型模擬了熱量是如何在這樣的肉餅上流動。具體來說，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，他對能夠讓肉餅在盡可能短的時間內烤熟的最佳翻轉次數，以及每次翻轉之間的時間間隔進行了計算。在這里，Thiffeault 所設定的 " 烤熟 " 標準為，肉餅內的每一點的溫度都達到 70°C。

盡可能快的烹飪方式

模擬發現，如果不對肉餅進行翻轉，那么烹飪時間將會是無限長。只有進行一次翻轉，才可以使肉餅未被加熱過的一面也開始變暖，從而讓總的烹飪時間收斂到一個合理的有限值上。

翻轉可以使肉餅均勻受熱，加快烹飪速度。那么，是翻轉次數越多，烹飪速度就越快嗎？某種程度上，是的。模型表明，在翻轉總次數不超過 4 次的情況下，每一次翻轉都會有效縮短總的烹飪時間；當翻轉次數超過 4 次之后，更多的翻轉所能帶來時間改進將越來越不明顯。

例如，模型顯示，當對一塊厚度為 1 厘米的肉餅進行烹飪的途中進行一次翻轉時，烹飪時長為 80.5 秒。在經過 4 次翻轉之后，這個時間會下降到 65 秒；但如果翻轉次數增加到 20 次，時間只會繼續縮短 1 到 2 秒。

這意味著，在進行了 3~4 次翻轉之后，更多的翻轉對于減少烹飪時間的減少來說就可忽略不計了。

為學者和廚師帶來的啟示

顯然，這樣一個模型可能將更受學者的青睞，而非專業廚師。一般來說，與溫度相關的優化問題通常考慮的是物體在某個特定時間的溫度。而這個 " 數學漢堡肉 " 模型所關注的則是 " 肉餅 " 上的每一點的溫度變化，其中所涉及到的問題，會讓一些研究人員聯想到湍流熱對流的特征。

除此之外，這個模型對于喜歡在戶外露營烤肉的人來說，也不失為一個好消息。Thiffeault 指出，對于那些想要減少燒烤時間的人來說，翻轉烤架上的食物會是一個簡單而有效的操作。如果你只想翻轉一次，那么根據模型提供的數據來看，你不應該等到肉餅半熟了才翻，而是應該在底部的 1/3 成熟之時就進行翻轉。這樣做雖然會另一面的烹飪時間會更長，但整體時間會縮短。一個簡單的翻轉動作，或許就能減少你待在炙熱的烤架前的時間。