煮一杯咖啡並不難。但一項新研究表明，用數學和化學方法做個分析可以讓咖啡更好喝。研究人員把材料科學和建模方面的技能應用到煮意式濃縮咖啡中，於是便有了一個突破性的發現：與人們普遍認為的相反，用更少的豆子和更粗糙的研磨會得到更好的效果。相關研究近日發表在《物質》雜誌上。

如果你是一個咖啡愛好者，一定會注意到，有時候會喝到一杯很棒的意式濃縮咖啡；而其他時候，則可能喝不到。即使你是用同樣的咖啡、同樣的機器，甚至同樣的設置來煮的。為了理解這種變化，研究人員開發了一個數學模型，探索當水通過咖啡床時，咖啡是如何被提取或溶解的。“基本上，我們所做的是從寫一些方程開始，這些方程只適用於單一領域。”英國朴茨茅斯大學數學和物理高級講師Jamie Foster說，“所以這個任務沒有那麼驚人。在一個真正的咖啡床裡，有成千上萬的粒子以非常複雜的方式聚集在一起。”為了建立整個咖啡床的模型，Foster和同事把該方程複製了數百萬次，再加入一些數學運算，然後將水灌進去。

“這個模型告訴我們，在理想情況下，當咖啡被水均勻接觸時，我們應該期待什麼。”美國俄勒岡大學計算化學家、該研究參與者Christopher Hendon說。“事實上，該模型非常好地描述了實際的特定研磨設置，那裡有足夠的大顆粒，水可以自由地流過咖啡床。但在磨得非常細的時候，就會像模型告訴我們的那樣，發生了現實和期望之間的差異。”Hendon說。

精細研磨後，一些粒子的析出會比預期更有力。但有些則弱得多，這與傳統觀念背道而馳。“通常的想法是，如果你想要一杯味道更濃的咖啡，那就把它磨得更細，因為這樣一來，咖啡渣裡就會有更小的顆粒，而小顆粒的表面積也會更大。高表面積可以提取得更迅速。”Hendon說。但研究人員發現，“如果研磨過度，最終的結果是：這些顆粒非常小，實際上，它們會堵塞水試圖流動的縫隙。這實際上阻礙了提取，而不是幫助提取”。

同樣的道理也適用於最開始放咖啡時的量，與直覺相反，咖啡越少味道越好。“自從這篇文章發表以來，推特網已經出現了大量爭論和討論。不管這是否有助於生產更多可再生的咖啡，它都是一個巨大的成功。我們已經讓數百萬人閱讀了一篇科學文章，並參與到科學中來。這是科學素養的巨大成功。”Hendon說。
我們都可以為此喝一杯。