你知道人頭髮上的漩渦是怎麼來的嗎?

2021-01-08 阿珠愛科技

這是一個經典又充滿誤解的問題,人的頭髮為什麼都有旋?

因為地球自轉?

因為地球自轉這個答案顯然是最不著邊。一個表面正在轉動,另一個物體依靠慣性勻速直線經過,在這個表面上留下的軌跡顯然不是直線。所以如果以這個轉動的表面為參考系,我們就會覺得那個物體被一股來源不明的力扭轉了方向,這個來源不明的側向力就是科裡奧利力。而地球表面正是這樣一個轉動的表面,所以南北半球的運動物體也都會收到科裡奧利力,特稱「地轉偏向力」,北半球向右,南半球向左。我們高中的時候就知道了它時使大氣環流出現了東西走向的信風與季風,使熱帶洋面上的低氣壓發展為颱風,使江河兩岸的侵蝕和堆積速度不同。

但要影響頭髮旋那就是妄言了,地轉偏向力在小尺度上極其微弱,即便是高速公路上的汽車受到的地轉偏向力也不會超過2級微風,剛夠炊煙繚繞,絕不可能把頭皮搓歪。更重要的是頭髮並不是運動物體,不會在頭皮上爬,也就根本不會受到地轉偏向力。

毛球定理?

「毛球定理」是另一個廣為傳播的回答,這是一個拓撲學的定理,它證明了二維球面上連續的切向量場必有零點。形象化一點就是如果一個球面的每一個點上都長了毛髮,那麼無論怎麼梳理,總有某處的毛匯聚成錐或者輻射成坑。比如,地球就是一個拓撲球面,大氣的流速和流向就是一個切向量場,那麼地球上任意某一時刻總有某處完全無風,颱風眼就是一個例子。所以人頭乃至人體也可以視為一個球面,人類體表的毛髮也將服從毛球定理,頭髮旋就是那個零點。

但可惜,這個精彩的解釋也錯的一塌糊塗。首先,人類體表在拓撲上並不等效於球面,最簡單的情形就是觀察到前後貫穿的消化道。實際上,我們的體表更接近於一個圓環面,而圓環面上的毛髮就可以很好地撫平。其次,頭髮沒有覆蓋整個腦袋,本來就不是一個連續的切向量場,也就不必有零點。

那麼到底人為什麼會有頭髮旋呢?

目前一種可能的解釋是:在胚胎發育階段,皮膚的擴張非常的迅速,毛囊在真皮中形成後,也會隨著生長而彼此疏遠。那麼新的毛囊就必須及時填補這些空缺,以保持均勻地間隙,既不浪費空間也不爭奪營養。這樣規則的生長遇到不斷的拉扯擴張,就會形成某些明顯的紋理圖案。而在頭頂和大關節之間,皮膚的擴張將形成一個或幾個明顯的中心,頭髮上的旋也因此產生了。考慮到人是靈長類生物中頭顱生長最快的物種,這也解釋了為什麼大猩猩們沒有發旋。

另一方面,頭髮的旋轉方向並不隨機,而是受到了基因的強烈影響,與人體本身的左右軸向關係密切:95%的右利手都是順時針發旋,而左利手或者左右開弓為順逆時針各一半。在一些更加有限的研究中,這個性狀又進一步的與性取向和精神分裂傾向等心理屬性相關聯,這就令發旋的形成與更加基礎的發育學聯繫了起來。但高等動物的左右決定機制仍是一個未能充分理解的艱深問題,所以頭髮旋這樣冷僻的問題也未能有最徹底的解答。

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