如何从事数学和发面过程的研究和应用

中国北方人多喜欢吃面食，馒头是常见的主食。馒头一般家庭都自己做，制作简单，经济。吃遍街坊、邻居、朋友家的馒头、包子，发现一个普遍的问题：馒头的品质，既口感、形状和质感，相差悬殊。有的馒头松软，有的紧韧；有的松而发粘，有的紧而僵硬；有的表面光滑、有的疙疙瘩瘩，如橘子皮。

普遍认为，面食的好坏在于和面，面和水的比例很重要。下面就此进行分析。

假如我从来没有和过面(比如决大部分上海人从来没有自己做过馒头，但这不妨碍上海的糕点师傅做出精美、无与伦比的面食)，我首先买一个量杯。然后进行和面的试验：先取面粉、再加入水搅拌，水显得多了，加面粉。湿面团显得硬了，加水，直到感觉软、硬适中。记录面和水的比例。第一次做熟的面食太硬，水少了；第二次多加一些，记录面、水比例。这样反复几次，可以找到最佳比f1。这个重复的过程可以简单地类比于求根的二分法。

做发面馒头，还要发酵。现在普遍使用发酵粉。发酵粉和面的比例对馒头影响很大。少了，发酵不够，面硬；多了，发酵过渡，发酸。多了一个因素f2，但我们可以用重复试验的方法。

我们还发现，揉好的，加了发酵粉的面要发酵时间，否则立刻上屉蒸出来的馒头跟没有发酵一样。因此，发酵时间又是一个因素f3。

我们进一步发现，发酵好了面，做成馒头，还需要在室温下置放一段时间，否则蒸出来的馒头可能会不均匀。这个二价发酵时间就成了第四个要素f4。

我们都知道，蒸馒头要上屉旺火蒸。蒸多长时间呢？时间短，馒头不熟。所以蒸馒头的时间是第五个要素f5。

除了这些因素外，我们还可以预见下列因素：
面粉的牌子；
发酵粉的牌子；
室温；
揉面的时间；
等等！

假如我们设馒头的质量为Q，其表征为上述的口感、形状和质感，则Q可以表示为上述要素的性能函数：

Q = P(f1,f2,f3,f4,f5,…)

要作好馒头就是要找出一组最佳的值：f1=c1, f2=c2, …使得Q* = P(c1,c2,…)符合我们特定期望的口感、形状和质感。

我们看到，当我们考虑最简单的情况，既和面的情况时，

Q = P(f1)

这里f1表示水、面比，我们可以用二分法迅速地找到最佳的f1，如果是函数P是单调的话。

当实际上我们要考虑许多必要因素f1, f2, … fN时，我们关心、研究的对象就偏移到了不仅要找出最佳值f1=c1, f2=c2, …fN=cN，而且要找到通往找到最佳值的捷径。

同时，我们还面临这样的问题，在这些f1, f2, … fN因素里，那些是影响品质Q的主要因素，那些是次要的[1]。

总结，我们可以用数学的方法，通过不断实验，优化馒头的质量。

但是，话又要说回来，做好馒头是一门艺术，需要灵感，不是科学可以简单取代的。

参考文献：
[1]    Raj Jain, The Art of Computer Systems Performance Analysis, John Wiley and
Sons, 1991.

关于作者：
作者大学本科学历，专业烹饪。