“搖擺”馬尾辮 蘊(yùn)含大道理

王治國

扎馬尾辮的人都知道.跑步的時(shí)候.馬尾辮真的挺礙事，感覺腦袋都被帶著左右搖晃了.在游泳項(xiàng)目中.頭發(fā)越長(zhǎng)，在水里受到的阻力也就越大。所以游泳運(yùn)動(dòng)員都會(huì)戴泳帽.

美國斯坦福大學(xué)的數(shù)學(xué)家凱勒和英國劍橋大學(xué)的物理學(xué)教授雷蒙德對(duì)馬尾辮的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仔細(xì)的觀測(cè)和分析.弄明白了“馬尾辮在慢跑時(shí)為什么總是左右搖擺.而不是隨著慢跑者的腦袋一起上下晃動(dòng)”.他們得出結(jié)論：馬尾辮的上下晃動(dòng)是不穩(wěn)定的.而且馬尾辮也沒辦法前后擺動(dòng)，因?yàn)槁苷叩哪X袋擋住了這種運(yùn)動(dòng)的路線.最后就只剩下左右搖擺這一種應(yīng)對(duì)方式了.兩位教授因?yàn)樗麄儗?duì)馬尾辮的研究獲得了2012年搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

500多年前.達(dá)芬奇曾經(jīng)仔細(xì)觀察過頭發(fā)，他在筆記中寫道：“頭發(fā)的卷曲類似河水流動(dòng)的漩渦.”每個(gè)人的頭發(fā)都有所差別，軟硬、長(zhǎng)短、粗細(xì)、彎曲程度這些因素決定了每個(gè)馬尾辮的形態(tài).每根頭發(fā)均會(huì)受到彈力、重力和其他頭發(fā)給它的相互作用力，由于每個(gè)人的頭發(fā)大約有十萬根左右.要對(duì)如此大數(shù)目的頭發(fā)建立每根頭發(fā)的力學(xué)方程來計(jì)算這些力是十分困難的.

雷蒙德教授的研究團(tuán)隊(duì)從每根頭發(fā)絲同其他頭發(fā)絲的作用力出發(fā).通過分析馬尾辮的物理結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性.將馬尾辮受力這個(gè)復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)非常簡(jiǎn)單的力學(xué)問題，進(jìn)而利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，通過一個(gè)方程來描述大量頭發(fā)在一起的形狀.在該方程中起關(guān)鍵因素的物理參數(shù)是頭發(fā)的彈性系數(shù)、密度和彎曲程度，這些參數(shù)被通俗地稱為“長(zhǎng)發(fā)公主參數(shù)”（《長(zhǎng)發(fā)公主》是格林兄弟搜集的一個(gè)德國童話）.通過這個(gè)簡(jiǎn)潔的方程.就能夠確定把大量頭發(fā)扎在一起束成馬尾辮時(shí)的形狀.較短的彈力十足的馬尾辮.有著較小的“長(zhǎng)發(fā)公主參數(shù)”，會(huì)向外散開，蓬蓬松松.有著較大“長(zhǎng)發(fā)公主參數(shù)”的長(zhǎng)馬尾辮則會(huì)柔順地垂下來.因?yàn)橹亓Φ臓坷瓌龠^了彈性作用.使得長(zhǎng)馬尾辮在上下方向的運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定.任何輕微的牽扯都會(huì)使馬尾辮的上下跳動(dòng)變成鐘擺式的、有節(jié)奏的左右擺動(dòng).

自然界中的動(dòng)物尾巴也有很多具有馬尾辮的形狀。給這些動(dòng)物的生活帶來了很多便利和安全保障.

草原上奔跑的駿馬，尾巴向后飄逸，神氣極了.馬尾是馬的保護(hù)器官.很多品種的馬生活在環(huán)境惡劣、氣候寒冷的牧區(qū)，少有棚圈，馬尾長(zhǎng)約1m，尾毛濃密，可以保護(hù)后半部軀體，有防寒和保暖作用.馬尾又像活動(dòng)掃把，經(jīng)常東搖西掃地驅(qū)趕對(duì)它發(fā)起攻擊的蚊子、牛虻和馬蠅，使馬安靜進(jìn)食和休息.馬尾還是重要的平衡器官，馬快步跑時(shí)，馬尾高揚(yáng)，有如船和飛機(jī)的尾舵，保持身體重心平衡，利于調(diào)節(jié)前進(jìn)方向.

也許你要問。研究馬尾辮對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活有什么用處嗎？首先。這項(xiàng)研究成果可以幫助業(yè)界生產(chǎn)更好的洗發(fā)護(hù)發(fā)產(chǎn)品.也有助于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)更好地描繪人物的頭發(fā).雷蒙德說.研究結(jié)果同樣可以應(yīng)用于其他較長(zhǎng)的細(xì)絲。包括玻璃纖維和羊毛等.

通過對(duì)馬尾辮相關(guān)以及不同動(dòng)物尾巴的作用分析啟示我們，要有一雙善于發(fā)現(xiàn)、善于質(zhì)疑的眼睛，去發(fā)現(xiàn)周圍不同事物存在的規(guī)律本質(zhì)，然后為我所用。造福人類.

責(zé)任編輯 林洋endprint