人的頭髮為什麼有旋?丨混亂博物館_風聞
观察者网用户_241334-2018-10-26 11:07

頭髮上為什麼有旋?——這個從小就伴隨我們的問題竟然一直沒有妥善的回答,生活中的秘密真是太多了。
在本期節目中,我們將涉及這個問題的三種不同的解釋,其中兩個是明顯的錯誤回答,同時也是騙取了無數信任的回答。
-文字稿-
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”無疑是最不着邊際的那個: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里奧利力。
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受到科里奧利力,特稱“地轉偏向力”。北半球向右,南半球向左,我們初中就知道它使大氣環流出現了東西走向的信風與季風,使熱帶洋麪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端微弱,即便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,剛夠繚繞炊煙,絕不可能把頭皮搓歪;更重要的是頭髮不是運動物體,不會在頭皮上爬,也就根本不會受到地轉偏向力。
“毛球定理”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0點,形象化一點,就是如果一個球面的每一個點上都長了毛,那麼無論怎麼梳理,總有某處的毛匯聚成錐或者輻射成坑——具體的,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,那麼地球上任意時刻總有某處完全無風,颱風眼就是這樣一個例子。
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0點——同理不只人類,哺乳動物的毛髮都普遍地存在漩,像極了大氣和海洋中隨處可見的漩渦,那都是向量場的0點。
但可惜,這個精彩的解釋也錯得一塌糊塗:首先人類體表在拓撲上並不等效於球面——最簡單的情形是觀察到前後貫穿的消化道,我們的體表更接近一個圓環面,而圓環面上的毛髮就可以很好地撫平,複雜一些的情形也應該發現九竅的洞口都可以代替髮旋成為0點;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0點;即便退一步講,認定頭髮的分佈必須有0點,0點的表現方式也多得很,沒有理由全部表現為漩渦——黑猩猩與人類關係密切卻沒有頭髮旋,關係更近的倭黑猩猩也只是長着中分而已。
更重要的是,頭髮上的漩渦在人類出生之前,胚胎髮育的5個月時就已經完全清晰地呈現出來:遍佈全身的胎毛會在生長頂點,尤其是顱頂和大關節處排列出清晰的漩渦,某些漩渦保存至成年就是頭髮旋——可見頭髮旋不是外力的產物,而要追溯到胚胎髮育中去。
對此,目前一種可能的解釋是在胚胎髮育階段,皮膚的擴張非常迅速,毛囊在真皮中形成後,也會隨着生長彼此疏遠,那麼新的毛囊就必須及時地填補這些空隙,以保持均勻地間距,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。
而在頭頂和大關節頂點,皮膚的擴張將形成一個或幾個明顯的中心,那麼正如在往期節目裏談論過的,從一箇中心向外擴張同時最大限度地利用空間,就是讓這些單元排列成黃金螺線:因為黃金比例最難用有理數逼近,也就最少在數個生長週期後擁擠逼近。但皮膚的擴張在局部只有一個方向,毛髮因此形成了漩渦——考慮到人類是靈長目中頭顱生長最快的物種,這也解釋了為何黑猩猩們沒有髮旋。
但是另一方面,頭髮的旋轉方向並不隨機,而受到基因的強烈影響,與人體的本身的左右軸向關係密切:95%的右利手都是順時針髮旋,而左利手或者兩開弓就順時針逆時針各一半。在一些更加有限的研究中,這個性狀又進一步地與性取向和精神分裂傾向等心理屬性相關聯——這就另髮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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