【duang的科学】马尾辫的运动及受力平衡
2015/2/27 中科院之声

     编者按：2015年一开工，"duang"成为了最新的网络洗脑热词。"duang"是什么？这其实是影星成龙曾经代言的某洗发水的广告里出现最频繁的一个拟声词。"duang"的走红全源于近日某网友再次挖出来这则广告，配上了时下热门单曲《我的滑板鞋》的恶搞，一时间"duang"走红网络。

     "duang"之后，我们来看点学术的问题，"duang"的时候，上万根头发一起运动。但这是经典力学的行为，还是统计力学? 2012年的PRL(做物理的人都知道， 这算物理中最权威的杂志了)上，美国研究人员发表了一篇"马尾辫中头发的运动及受力平衡"的论文，非常漂亮的建立起了一套连续方程，来处理duang的问题。

     2012搞笑nobel物理奖授予了美国研究人员Joseph Keller 和Raymond Goldstein以及英国科学家Patrick Warren和Robin Ball,他们的研究题目是"人类马尾辫中头发的运动及受力平衡"， 这篇文章发表在Phys. Rev. Lett. 108, 078101 (2012)。对于做物理的人都知道， 这算物理中最权威的杂志了。我曾经听人说过，中国的民科都可以得搞笑nobel奖，这是对搞笑nobel奖精神的的误解。搞笑nobel奖不仅要搞笑/有趣，而且要有科学，这也算是西方人特有的幽默吧。

     搞笑诺贝尔奖(The Ig Nobel Prizes)是在美国举行的一项年度奖项，是对诺贝尔奖的搞笑模仿，其主要奖励那些“不同寻常”或者“细碎”的科学研究成果。之所以设立这个奖项，其目的是为了奖励那些“乍看起来让人发笑，但是随后发人深省”的研究工作。

     下面我们说这个工作为什么可以发表在物理最好的杂志上，为什么让人深思。 我说说我读了这篇文章的感受。

     1. 辫子我们天天见到。把上万根头发绞在一起，我们会看到随着一个人的走动，辫子会做不同的运动，但是主要是左右摆动。这么多头发放在一起，这种行为到底是如何通过个体行为体现出来的？ 有很多因素可以影响它的运动，比如重力，头发的弹性，头发的粗细，空气阻力，人的运动速度，头发头发之间的相互作用等等。看起来再简单不过的问题，其实我们并不知道如何回答。科学家可以很好地回答单根头发的行为，但是 面对如此多的头发，该如何做? 用什么方法来研究它? 不知道。 因为它是一个多体问题，不是一个单体问题。

     2. 经典力学的行为，还是统计力学的行为? 我们很多人也许会认为这是一个经典力学的行为，也就是说所有的运动规律都是确定性的，可以完全预测的。对于单根头发确实如此，但是对于大量的头发，就不一定对了。这篇文章了不起的地方是研究其统计规律，非常棒的思想突破。

     3. 作者把辫子做了一个近似，把它当作一个连续介质模型，于是建立起了一套连续方程。利用这套方程，作者可以给出一些解析的结果。这是非常漂亮的处理手法。

     解决人头发的运动其实没有任何意义，但是提供了一个新思维，这是这篇文章最有价值的地方。我们日常中的很多问题其实比书本上的要复杂得多，如果利用书本知识建立模型，解决日常生活中遇到的问题，一直是我们所努力的。这篇文章是一个很好的例子，民科是绝对做不出来的。这篇文章为处理类似复杂问题提供了新思维，其实再复杂不过的系统，也有简单的规律。

     来源：龚明科学网博客

     作者龚明，系数理科学领域研究人员

    

    

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