为什么材料也会有记忆

科学家们探索了一种前沿技术，能够让材料像拥有记忆般重现过去所经历的事件，这一突破可能在计算和机械工程领域掀起新的技术。

对于材料具备“记忆”的概念，其实并非全新观念。例如，一张曾经折叠过的纸张会保留其折叠的痕迹，这便是材料记忆的一种体现。而芝加哥大学和宾夕法尼亚州立大学的研究团队则在此基础上，发现了所谓的“回复点记忆”现象，它依赖于材料在两个方向上的力来回作用。

这种现象有点类似于密码锁的旋转机制。就像密码锁需要朝一个方向旋转后再朝另一个方向旋转才能打开，研究人员发现，在特定条件下，材料的记忆可以仅通过一个方向的力来触发和读取。

宾夕法尼亚州立大学的物理学家内森·凯姆博士解释道：“在理论层面上，‘回复点记忆’的数学原理表明，如果在某个方向上存在不对称驱动，那么我们就无法存储复杂的序列信息。”这就像密码锁在逆时针旋转时无法超过某个点，它只能在组合中存储一个数字。研究人员发现了一种特殊的情境，在这种情境下，不对称的力实际上可以编码一个完整的序列。

通过计算机模拟不同方向和强度的力，研究者提出了一个抽象概念——“歇斯底里的人”（Hysterons）。这些微小的元素在特定条件下可能会经历所谓的“沮丧的互动”，从而打破了回复点记忆的常规规则。宾夕法尼亚州立大学的特拉维斯·贾洛维茨博士解释说：“这些歇斯底里的人构成了系统的组成部分，它们可能不会立即响应外部条件的变化，但它们能够保持过去的状态。”这就像密码锁的零件反映了表盘以前的位置，而不是现在的位置。

为了更直观地理解这一现象，我们可以想象一根被拉弯的吸管。当力在一个方向上作用时，吸管上的某个弯曲点会首先展开。研究人员发现，通过对这些弯曲点的分析，可以揭示过去施加在吸管上的力的信息。虽然这只是一个简单的类比，但它为我们理解歇斯底里的人（Hysterons）如何存储过去的变形信息提供了一个直观的概念框架。