從拓?fù)鋵W(xué)看人體：我們身上到底有幾個(gè)“洞”？

來(lái)源 | LiveScience

作者 |Kit Yates

這是一個(gè)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，卻可能引發(fā)激烈辯論的問(wèn)題：人體有多少個(gè)洞？

如果只是羅列身上的開(kāi)口，答案似乎顯而易見(jiàn)：嘴巴、鼻孔（兩個(gè)）、耳朵（兩個(gè)）、尿道、肛門，對(duì)于女性還有陰道，對(duì)于哺乳期女性還有乳頭上的輸乳管。如果再算上眼睛內(nèi)角用于排淚的淚小點(diǎn)和全身數(shù)百萬(wàn)個(gè)毛孔，這個(gè)數(shù)字會(huì)變得非常龐大。

關(guān)鍵在于：如何定義“洞”？

但別急著數(shù)數(shù)。數(shù)學(xué)家告訴我們，要回答這個(gè)問(wèn)題，我們首先必須達(dá)成一致：什么才算一個(gè)“洞”？

數(shù)學(xué)家的“洞”是什么？

我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的“洞”往往指一個(gè)凹陷，比如沙灘上挖的坑。但英國(guó)曼徹斯特都市大學(xué)的數(shù)學(xué)講師凱蒂·斯特克爾斯指出，這并非數(shù)學(xué)家所定義的“洞”。

“數(shù)學(xué)家使用‘洞’這個(gè)術(shù)語(yǔ)，指的是像甜甜圈中間那樣的洞：一個(gè)貫穿物體兩端、能從一邊穿到另一邊的洞。”
凱蒂·斯特克爾斯

換句話說(shuō)，數(shù)學(xué)家，特別是拓?fù)鋵W(xué)家，只關(guān)心貫穿的通道。一個(gè)經(jīng)典的例子就是吸管。很多人會(huì)認(rèn)為吸管有兩個(gè)洞（兩頭各一個(gè)），但拓?fù)鋵W(xué)家認(rèn)為它只有一個(gè)洞。因?yàn)槿绻惆盐芟胂蟪上鹌つ啵梢詫⑵鋽D壓、拉伸，最終會(huì)變成一個(gè)甜甜圈的形狀。吸管兩端的開(kāi)口其實(shí)是同一個(gè)貫穿通道的入口和出口。

用拓?fù)鋵W(xué)重新審視人體

現(xiàn)在，讓我們用這個(gè)嚴(yán)格的定義來(lái)重新檢查人體的各個(gè)開(kāi)口。關(guān)鍵測(cè)試是：能否將一根極細(xì)的線從一個(gè)開(kāi)口穿入，并從另一個(gè)不同的開(kāi)口穿出？

毛孔、輸乳管、尿道：這些都屬于“盲管”。它們有入口，但末端是封閉的，線穿到盡頭就會(huì)被組織擋住。因此，它們不算拓?fù)鋵W(xué)上的洞。

耳道：雖然很深，但盡頭被鼓膜封閉，無(wú)法直接通到中耳或咽喉，所以也不算。

淚小點(diǎn)：這是很多人會(huì)忽略的開(kāi)口。每只眼睛上下眼瞼各有一個(gè)，共四個(gè)。淚水從這里流入鼻淚管，最終排入鼻腔。這意味著，你可以從淚小點(diǎn)穿入，從鼻孔穿出。所以，它們構(gòu)成了貫穿的通道。

那么，符合標(biāo)準(zhǔn)的貫穿通道有哪些呢？

消化道：從口腔到肛門，是一個(gè)連續(xù)的管道。

呼吸道：兩個(gè)鼻孔內(nèi)部在后方匯合，連接到咽部，最終也通向口腔。因此，鼻孔和口腔在內(nèi)部是相通的。

淚道系統(tǒng)：四個(gè)淚小點(diǎn)最終都匯入鼻腔。

但問(wèn)題來(lái)了：當(dāng)多個(gè)開(kāi)口在內(nèi)部連接在一起時(shí)，它們共同構(gòu)成了一個(gè)更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。斯特克爾斯用一個(gè)生動(dòng)的例子解釋：一條內(nèi)褲有三個(gè)開(kāi)口（腰部和兩條褲腿），但拓?fù)鋵W(xué)家會(huì)認(rèn)為它只有兩個(gè)洞。因?yàn)楫?dāng)你把腰部開(kāi)口撐開(kāi)成一個(gè)圈后，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)褲腿是獨(dú)立的向下通道。

同理，人體雖然有很多開(kāi)口，但它們?cè)趦?nèi)部是連通的。嘴巴、鼻孔和淚小點(diǎn)都在咽喉部相互連通。因此，數(shù)學(xué)家認(rèn)為，對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，人體一共有7個(gè)洞：

1個(gè)由口腔、鼻孔和淚道系統(tǒng)共同形成的復(fù)雜連通洞。

1個(gè)肛門（消化道末端）。

另外5個(gè)則取決于性別：男性有1個(gè)尿道口；女性有1個(gè)尿道口和1個(gè)陰道口。

最后一個(gè)懸念：女性是否多一個(gè)洞？

文章最后提出了一個(gè)有趣的生物學(xué)懸念。通常認(rèn)為陰道-子宮-輸卵管路徑也是一條“盲管”，因?yàn)檩斅压艿哪┒耍▊悴浚┦情_(kāi)口于腹腔的，但似乎沒(méi)有直接通到體外。

然而，有研究表明，從一側(cè)卵巢排出的卵子有可能被對(duì)側(cè)的輸卵管捕獲。這意味著，在理論上，一根極其微小的線有可能從一側(cè)輸卵管穿入，經(jīng)過(guò)子宮和陰道，再?gòu)牧硪粋?cè)輸卵管穿出。如果這個(gè)通道成立，那么女性的生殖道就構(gòu)成了一個(gè)貫穿的“洞”。這樣一來(lái)，女性身體的總洞數(shù)就變成了8個(gè)。

結(jié)論

所以，最終的答案取決于你問(wèn)誰(shuí)。從嚴(yán)格的拓?fù)鋵W(xué)角度看：

男性身體有7個(gè)洞。

女性身體有7個(gè)或8個(gè)洞，這取決于是否將生殖道視為一個(gè)完整的貫穿通道。

這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，最終將我們引向了數(shù)學(xué)中迷人的拓?fù)鋵W(xué)領(lǐng)域。它告訴我們，人體的設(shè)計(jì)更像是一件精心編織的連體衣，各個(gè)開(kāi)口在內(nèi)部巧妙相連，而非一塊簡(jiǎn)單的瑞士奶酪。下次當(dāng)你思考這個(gè)問(wèn)題時(shí)，或許會(huì)對(duì)自己身體的結(jié)構(gòu)有更深的理解。

https://www.livescience.com/physics-mathematics/mathematics/how-many-holes-does-the-human-body-have