梳理头发是每天必做姿势（哈佛大学的科学家教你梳头）

一位科学家在梳女儿的头发时遇到了麻烦，他用数学的方法来解决了问题；

哈佛大学教授组成了一个团队来解决一个困扰许多愤怒的父母的谜题：梳理缠绕的头发最无痛的方法是什么？

教你梳理缠绕的头发最无痛的方法

哈佛大学科学家L. Mahadevan（马哈德万）是一位真正的天才，他研究了苹果的形状，大脑如何折叠以及为什么Cheerios在一碗牛奶中会结成块的问题。

家长们会很高兴地得知，Mahadevan（马哈德万）教授和一组研究人员在梳头方面也取得了进展，他们找到了一种无痛的梳头技术，可以梳理孩子和他们自己的头发，尤其是对于头发容易纠缠在一起的人来说。

这项任务具有个人追求的痕迹。二十年前，在剑桥大学应用数学和理论物理系工作期间，L. Mahadevan（马哈德万）教授的家务职责包括梳理他5岁女儿不羁的头发。

在某个时候，她女儿对他的工作不太满意，因此不让他梳头。“她的头发非常纠结，”教授说，不过他自己没什么头发。“我没有做得很好，因为我不是很有耐心”。

他的这次失败经历拉扯了他近20年。而现在这位教授最终组建了一个团队，该团队采用数学模型，而且还进行了实验，并在《Soft Matter》杂志上发表了一篇关于他们发现的论文。

梳发可以追溯到很久以前，大概有5000万年左右。根据研究，当时的哺乳动物已经进化出了微小的梳理爪，它们是指甲的前身，可以挑出嵌入它们缠结的毛发中的虱子和蜱虫。近5000年前，埃及人认为梳理头发足够重要，因此他们会将梳子装进死者的坟墓中作为陪葬品。今天的全球梳子市场价值估计在数亿美元。

“每天至少有一半的人梳理头发，但几乎没有人停下来深入思考这个问题，”麦克阿瑟奖学金获得者Mahadevan（马哈德万）教授说。他的专长涵盖应用数学、物理学、有机体和进化生物学。

理发师处于处理绞缠在一起的头发的麻烦前线。“我总是看到它，”马萨诸塞州马布尔黑德的Man Cave Hair & Beard Lounge的理发店老板弗朗西斯·佩尼亚（Francis Peña）说，“大多数男人都不太照顾自己的头发，他们没有梳理得足够好，有时甚至洗过头发，所以我最终做了很多解开缠结头发的工作”。

带着三个男孩，马萨诸塞州威斯敏斯特的迈克尔·康蒂（Michael Conti）并没有过多地考虑梳长发。然后他有了一个女儿吉安娜（Gianna），现在6岁，事情就变得比较棘手了。他说，起初，他会从她的头顶开始，“试着把这个东西耙下来。这就像把她的头向后仰，她给了我一个不满的白眼，说，'爸爸，你在做什么？"。

梳子

作为机械工程师康蒂先生尝试一寸一寸地慢慢地把用刷子打开发结。他说，这很有效，“但这花了很长时间。他的妻子莎拉·康蒂（Sarah Conti）是一名网站设计师，她在这方面也好不到哪里去。“她只会对我大喊大叫，”康蒂说道。

在一次采访中，吉安娜并没有试图模仿父母的梳发表演。“他们梳得不好，”她说。她最后要求剪一个足够短的发型，让每个人都免于麻烦。现在，她说，“我自己梳头。

三年前，这个结结的头发拼图出现在Mahadevan（马哈德万）教授的实验室，当时他正在思考鸟类如何筑巢。他的研究导致了缠结的问题，缠结也发生在DNA螺旋和的微观水平上的纵横交错的宇宙磁通量线中。

Michael和Sarah Conti以及他们的女儿吉安娜（Gianna）

“一个非常自然的问题是，你如何用数学模型描述一个缠结？”Mahadevan（马哈德万）教授说。“缠结是如何动态变化的，在这个非常具体的背景下，你怎么能从根本上解开缠结？”

为了弄清楚这个问题的物理学，该团队将挑战简化为两缕相对波浪形的头发，它们像DNA螺旋一样相互缠绕。

他们用梳子的单个齿穿过链条。随着梳子向下移动，缠结加剧，头皮上的扯力也随之增加。科学家们计算出了一种叫做链接密度的东西。链接密度越高，缠结越严重，孩子在梳头时哭泣的可能性就越大。

他的团队的发现，正如已经发表的论文，是针对更小的受众。“在此过程中同手螺旋的解链可以用Calugareanu-Fuller-White（CFW）定理来量化，该定理指出Lk = Tw Wr，其中Link（Lk）量化了在所有投影方向上平均的细丝的定向交叉缠绕数”等等。

在哈佛大学麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）的街道上，另一位麦克阿瑟获奖的研究员丹妮拉·鲁斯（Daniela Rus）注意到了这些计算结果。她是电气工程和计算机科学教授，也是计算机科学和人工智能实验室的主任。

她的工作更倾向于自动化——实际上，她的工作是试图从父母手中夺走给孩子梳头的工作。研究人员正在建造一个机器人来梳头。

无痛梳发依赖于适当的技术

实验室里挤满了蜷缩在电脑前的研究生。机械臂放在桌子上。其中一个机械臂连接到梳子上，穿过人体模特上的五种不同的假发，在直发和卷发上工作。

实验室的梳子配备了检测张力的传感器。这种张力读起来像疼痛，用于确定是使用长行程还是短行程。这台机器做得很好，Rus教授说。“比你自己动手梳头的时候更慢，更有节奏”。

科学已经发现了大多数父母通过尝试和含泪的错误所学到的东西。“你从头发的底部开始，短促停顿一下，”鲁斯博士说。“当你一路向下走时，梳理的距离变得越来越长。

在DNA，宇宙和人类头发中形成的缠结的全面解开仍在前方。“我们还没有到达那里，”Mahadevan（马哈德万）教授说。“但我相信我们，或者其他人，会接住那根线的“。