為什麼人的頭上至少有一個漩渦,而不是整個頭部無空隙地布滿頭髮?
01-06
逛數學吧時發現的這個問題,一個有意思的回答是可以通過Brouwer的不動點定理來證明:在二維球面上,任意映到自身的一一連續映射,必定至少有一個點是不變的。是否可以假設頭髮的發梢是髮根的一個一一映射,當頭髮連續地鋪滿頭頂時,必有一個點不變,於是乎至少有一個地方是空缺的這樣來證明?另外希望得到生物學方面的解釋。
生物學上很簡單,
毛髮和皮膚呈現一定角度,大家可以看看自己的手毛,不是垂直的,大概30°~35°那樣。有限空間內的傾斜不斷改變一點方向,角度不變,重疊形成螺旋。
為什麼是傾斜的?
因為毛囊是傾斜的。為什麼會改變一點方向?
這與細胞分裂有關。就像蝸牛有左旋和右旋兩種,是母性影響,即與第一個細胞(受精卵)的初始狀態有關,它會影響到分裂後兩個細胞的偏向,然後每個細胞又分別影響到兩個細胞,這樣不斷積累下去。
Brouwer 定理感覺挺有趣的,沒搞明白,求指教。這個 Brouwer 定理用的不對, 因為要求值域是定義域的一個子集, 只要長了劉海就用不了.
(任意偶數維) 球面上頭髮疏不直 (不適用於人頭) 定理可參見:
http://en.wikipedia.org/wiki/Hairy_ball_theorem(人的) 腦袋上為什麼長漩, 我覺得是頭髮硬度, 頭表法向量, 地心引力等多方博弈的結果, 大概不存在簡單的數學解釋.
我……就沒有
這應該是短毛髮動物的毛髮特性,一頭牛身上有好幾個。狗沒見到(觀察不細微)我的頭上有兩個,怎麼解釋?
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