عالم رياضيات فشل في التعامل مع شعر ابنته فصمم معادلات للتمشيط
لم يتخل لاكشمينارايانان ماهاديفان، عالم الرياضيات الأمريكي من أصل هندي عن مهنته، حتى وهو يمشط شعر ابنته المجعد.
كان فشل العالم الأمريكي في هذه المهمة سببا في تصميم معادلات للتمشيط، يمكن أن يكون لها مجموعة من التطبيقات في مجالات عدة، بما في ذلك تصنيع المنسوجات والعمليات الكيميائية مثل معالجة البوليمر.
وتمثل "العقد" كابوسا لمن يعمل على تمشيط الشعر الطويل ولكن مع الخبرة الكافية، يتعلم الممارس حيل فك التشابك بأقل قدر من الألم، وتعلم ماهاديفان الأستاذ بجامعة هارفارد، آليات التمشيط منذ سنوات أثناء تمشيطه لشعر ابنته الصغيرة، لكنه لم يكن صبورا بالقدر الكافي.
يقول العالم الأمريكي في تقرير نشره الأربعاء الموقع الإلكتروني لجامعة هارفارد: "أتذكر أن رذاذ فك تشابك الشعر، كان يساعدني كثيرا، لكن كان لا يزال يتعين عليّ أن أكون حريصا على التمشيط بلطف، من خلال البدء من الأطراف الحرة، ولكن سرعان ما استغنت ابنتي عن خدماتي لأنني لم أكن صبورا".
وينما فقد ماهاديفان دوره كمصفف شعر، كان لا يزال عالما وطرحت هذه المشكلة أمامه أسئلة تتعلق بالهندسة وميكانيكا فك التشابك، وهي أسئلة رياضية مثيرة للاهتمام.
وفي ورقة بحثية جديدة، نُشرت في مجلة "سوفت ماتر"، استكشف ماهاديفان والمؤلفان المشاركان توماس بلامب رييس ونيكولاس تشارلز، رياضيات التمشيط وشرحوا لماذا تعد تقنية فرشاة الشعر التي يستخدمها الكثيرون الطريقة الأكثر فعالية لفك التشابك.
ولتبسيط المشكلة، قام باحثون بمحاكاة خيطين متشابكين حلزونيا، بدلاً من رأس كامل من الشعر، وباستخدام هذا النموذج البسيط، درسوا فك تشابك الخيطين عبر سن واحد صلب يتحرك على طوله، تاركا خيوطا غير متشابكة في أعقابه، وقاسوا القوى والتشوهات المرتبطة بالتمشيط ثم قاموا بمحاكاتها عدديا.
ويقول نيكولاس تشارلز: "وجدنا أن الضربات القصيرة التي تبدأ من الطرف الحر وتتحرك باتجاه النهاية المثبتة تزيل التشابك عن طريق إنشاء تدفق كمية رياضية تسمى (كثافة الارتباط) التي تميز مقدار خيوط الشعر المضفرة مع بعضها البعض".
وتم استخدام المبادئ الرياضية للتمشيط بالفرشاة التي طورها ماهاديفان وتوماس بلامب ونيكولاس تشارلز مؤخرا من قبل دانييلا روس وفريقها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لتصميم خوارزميات لتمشيط الشعر بواسطة إنسان آلي.
وبعد ذلك، يهدف الفريق إلى دراسة آليات تمشيط الشعر المجعد بالفرشاة وكيفية استجابته للرطوبة ودرجة الحرارة، ما قد يؤدي إلى فهم رياضي لحقيقة يعرفها كل شخص لديه شعر مجعد: لا تقم أبدا بتمشيط الشعر الجاف.
