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人类和藕在拓扑学上同胚!用藕复活哪吒合情合理! 

撰文 | 剁椒鹿

 

年初最佳地狱笑话

什么是同胚?

在电影《哪吒2》中,太乙真人复活哪吒为什么要用藕?因为从拓扑学上来说:藕跟人是同胚(Homeomorphism)的,所以能够经过连续变换得到一个人。

什么是拓扑学上的同胚?复活哪吒显然不能用甜甜圈,因为甜甜圈跟人不同胚,它的亏格是1。甜甜圈跟什么是同胚的呢?跟茶杯是同胚的。

为了方便理解,我们不用公式。简单来说就是:如果一个形状可以通过拉伸、扭曲、弯曲等连续变形(但不撕裂、不粘合)变成另一个形状,那么它们就是同胚的。

想象你有一个橡皮泥做的甜甜圈(环形曲面),现在慢慢把它拉长、弯曲......看!它变成了一个马克杯的形状!

 

人的亏格是多少?

亏格又是什么?简单来说就是贯穿的洞。亏格g可以看作是一个曲面上的“洞的数量”:

g=0:球面(无洞)

g=1:环面(一个洞,如甜甜圈)

g=2:双环面(两个洞,如数字“8”形状的面)

g=n:n 个洞的曲面

人的贯穿洞为什么大约是7个呢?这是一种非常粗糙的类比法。具体来说怎么得到这个结论的呢?

基础模型是把人体想象成一个充气的气球(亏格0),然后添加第一个孔:消化道系统(口→食道→胃→肠→肛门),形成一个贯穿身体的'管道',这时我们得到亏格1。

重要原则:每个独立的贯穿通道增加1个亏格,但是非贯穿的盲孔不算,体内独立的空腔也不计算。

1. 口腔-直肠的消化道贯穿洞算1个。

2. 泪小管通过鼻泪管跟外界联通所以是贯穿洞,两只眼睛上下各一个*4

 

 

3. 鼻孔*2,除了口腔直接与肛门相连接外,其他的孔通过体内其他方式与肛门间接联通。 

比如:鼻腔通往咽部,咽部与食道和气管相连,而消化道和呼吸道的路径最终会分别到达肛门和肺部。而鼻泪管将泪管和鼻孔相连。

所以到这里我们就有1+4+2=7个孔。 

经过简化我们的拓扑学结构就是这样的:

图片来源:How Many Holes Does a Human Have?

哇!这不就是藕吗!所以论证完毕,人类和藕在拓扑学上同胚!用藕复活哪吒合情合理!

答疑:这些孔能算成亏格吗?

肚脐:看似是洞,但出生后闭合,不算

毛孔:属于表面凹陷,没有贯穿,不算

女性因为双输卵管开口,所以比男性多一个贯穿洞

耳朵是盲孔,最终没有与外界相连,所以不算贯穿孔

肺内的肺泡空腔等内部空腔暂时不计算 

另外这里就有个人类身体不合理的地方,我们可以看出呼吸道和消化道都通向肛门。那么就有个问题,身体怎么知道我们在吃东西还是呼吸?

吞咽食物时,食物需要通过咽部进入食道。咽部是呼吸道和消化道的交汇点,因此有时候食物可能误入气管(而不是进入食道)。这个过程被称为“误吸”

为了避免误吸,喉头上方有一个叫做会厌的结构,它在吞咽时会关闭气管口,防止食物进入气管。如果你吃东西的时候笑了或者分神了,那么会厌就没有关闭气管,就会导致食物进入气管,容易呛到甚至窒息。

所以大家吃东西一定要认真啊~ 

本文转载自知乎用户“剁椒鹿”,转载请联系cas@cnic.cn。

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溯源守拙·问学求新。返朴,致力好科普。

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