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在紐約市超熱門的加倫髮廊一個涼爽的週六下午,幾位時尚大師正在辯論一個許多人會認為是顯而易見的問題:哪種頭髮更容易纏結——捲髮還是直髮?
如果你願意的話,表面上看似直白的答案是:“當我們把一個[模特]放在風機裡時,我們仍然可以用梳子梳理她的頭髮——如果它是直髮。捲髮?算了吧,”一位專門從事業內所謂的“難搞”頭髮的髮型師羅伯特·瓦斯奎茲說。
但乍一看似乎顯而易見的事情可能會變得出奇地模糊。“我不認為捲髮更容易纏結,”每天在加倫梳理多達 20 個髮型的史蒂文·費爾南德斯說。“直髮較輕,髮絲單獨移動,但捲髮作為一個整體移動,因此不太容易纏結。”
法國巴黎綜合理工學院的年輕腦成像研究員讓-巴蒂斯特·馬松最近將這個問題作為數學建模的課堂練習進行了剖析。
由於成千上萬的微細髮絲在各個方向碰撞,頭髮是一個異常複雜的系統——一組作為整體工作的獨立物件。而且,與流體和固體等其他系統不同,頭髮力學仍然沒有解決,沒有被廣泛接受的模型來解釋它。“我需要一個給學生的問題,我認為頭髮是可以簡化的,”馬松說。
他招募了兩名髮型師在三週內統計了 212 個頭部上的纏結數量。髮型師被指示尋找真正的纏結,即抵抗梳子拉力的團塊,而不是一簇頭髮——像一個小卷或捲曲。
根據這些標準,捲髮平均每個頭部約有三個纏結,而直髮平均超過五個纏結。這些令人驚訝的結果以及一個關於纏結的數學模型最近發表在《美國物理學雜誌》上。
在馬松的模型中,事實證明,即使捲曲的髮絲比直髮絲更頻繁地相遇,兩條直髮相遇的角度也是最有可能導致纏結的角度。
但亞利桑那大學圖森分校研究生物系統數學的數學教授阿蘭·戈裡利認為,對於為什麼不同的角度會導致不同的纏結模式,沒有特別的解釋。
馬鬆解釋說,最佳纏結角度是足夠大的角度,可以鉤住覆蓋頭髮角質層的微觀魚狀“鱗片”。如果這個角度太窄——意味著兩根頭髮幾乎平行——它們就不會鎖定。
事實證明,馬松的模型以驚人的準確性預測了現實世界中髮型師的資料。
馬松的“數學課”啟發了計算機科學家,例如法國國家計算機科學與控制研究所的頭髮行為專家佛羅倫斯·貝爾泰爾斯,考慮使用像馬松設計的那樣的模型來指導她更復雜的計算機演算法。
回到加倫,費爾南德斯最後總結道:“你知道真正的問題是什麼嗎?真正的問題是細發與粗發。無論是捲髮還是直髮,細發都容易纏結。角質層是張開和膨脹的,就像魔術貼一樣——它會粘在任何東西上。”
其他人戲劇性地點點頭。“哦,是的,就是這樣,”瓦斯奎茲說,“乾燥、細、化學處理過的頭髮最容易纏結。”