王治国

扎马尾辫的人都知道.跑步的时候.马尾辫真的挺碍事，感觉脑袋都被带着左右摇晃了.在游泳项目中.头发越长，在水里受到的阻力也就越大。所以游泳运动员都会戴泳帽.

美国斯坦福大学的数学家凯勒和英国剑桥大学的物理学教授雷蒙德对马尾辫的运动进行了仔细的观测和分析.弄明白了“马尾辫在慢跑时为什么总是左右摇摆.而不是随着慢跑者的脑袋一起上下晃动”.他们得出结论：马尾辫的上下晃动是不稳定的.而且马尾辫也没办法前后摆动，因为慢跑者的脑袋挡住了这种运动的路线.最后就只剩下左右摇摆这一种应对方式了.两位教授因为他们对马尾辫的研究获得了2012年搞笑诺贝尔物理学奖.

500多年前.达芬奇曾经仔细观察过头发，他在笔记中写道：“头发的卷曲类似河水流动的漩涡.”每个人的头发都有所差别，软硬、长短、粗细、弯曲程度这些因素决定了每个马尾辫的形态.每根头发均会受到弹力、重力和其他头发给它的相互作用力，由于每个人的头发大约有十万根左右.要对如此大数目的头发建立每根头发的力学方程来计算这些力是十分困难的.

雷蒙德教授的研究团队从每根头发丝同其他头发丝的作用力出发.通过分析马尾辫的物理结构的对称性.将马尾辫受力这个复杂问题转化为一个非常简单的力学问题，进而利用牛顿运动定律，通过一个方程来描述大量头发在一起的形状.在该方程中起关键因素的物理参数是头发的弹性系数、密度和弯曲程度，这些参数被通俗地称为“长发公主参数”（《长发公主》是格林兄弟搜集的一个德国童话）.通过这个简洁的方程.就能够确定把大量头发扎在一起束成马尾辫时的形状.较短的弹力十足的马尾辫.有着较小的“长发公主参数”，会向外散开，蓬蓬松松.有着较大“长发公主参数”的长马尾辫则会柔顺地垂下来.因为重力的牵拉胜过了弹性作用.使得长马尾辫在上下方向的运动不稳定.任何轻微的牵扯都会使马尾辫的上下跳动变成钟摆式的、有节奏的左右摆动.

自然界中的动物尾巴也有很多具有马尾辫的形状。给这些动物的生活带来了很多便利和安全保障.

草原上奔跑的骏马，尾巴向后飘逸，神气极了.马尾是马的保护器官.很多品种的马生活在环境恶劣、气候寒冷的牧区，少有棚圈，马尾长约1m，尾毛浓密，可以保护后半部躯体，有防寒和保暖作用.马尾又像活动扫把，经常东摇西扫地驱赶对它发起攻击的蚊子、牛虻和马蝇，使马安静进食和休息.马尾还是重要的平衡器官，马快步跑时，马尾高扬，有如船和飞机的尾舵，保持身体重心平衡，利于调节前进方向.

也许你要问。研究马尾辫对我们现实生活有什么用处吗？首先。这项研究成果可以帮助业界生产更好的洗发护发产品.也有助于计算机动画产业更好地描绘人物的头发.雷蒙德说.研究结果同样可以应用于其他较长的细丝。包括玻璃纤维和羊毛等.

通过对马尾辫相关以及不同动物尾巴的作用分析启示我们，要有一双善于发现、善于质疑的眼睛，去发现周围不同事物存在的规律本质，然后为我所用。造福人类.

责任编辑 林洋endprint