本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
今年的搞笑诺贝尔物理学奖颁发给了两个独立的研究小组，其中一组还因之前的研究获得了追溯颁发的搞笑诺贝尔奖*！一生获得两次搞笑诺贝尔奖！成名？还是臭名昭著？
女孩们，还有留长发的男士们，我们不是都经历过吗？你慢跑时，突然意识到你的马尾辫在你身后滴答作响。或者像我一样，马尾辫来回甩动，然后粘在我汗湿的背上（我们都知道慢跑女孩马尾辫飘逸的浪漫形象，但当然他们忽略了她出汗的部分）。当然，没有人期望他们的马尾辫一动不动，但当你上下和向前移动时……为什么它会左右摆动？
为此，我们需要一些物理学家。
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“马尾辫的形状和头发纤维束的统计物理学”。 Raymond E. Goldstein、Patrick B. Warren 和 Robin C. Ball，《物理评论快报》，第 198 卷，第 7 期，2012 年。
“马尾辫运动”，Joseph B. Keller，《SIAM [工业与应用数学学会] 应用数学杂志》，第 70 卷，第 7 期，2010 年，第 2667-72 页
（来源）
这一切都始于约瑟夫·凯勒。他过去常常在斯坦福大学校园周围慢跑，并被周围慢跑的所有女性所吸引。特别是，他被她们可爱、弹跳的……马尾辫所吸引。为什么马尾辫会像那样左右摆动？作为一名物理学家，他开始着手理解其中的原因。
为了从理论上研究这个问题，他将马尾辫比作钟摆。他研究了刚性钟摆和更柔韧的绳子（超过 10 英寸），上下弹跳它，并进行了一些数学计算。结果表明，钟摆和绳子的运动都满足希尔方程，该方程指的是解中的振荡。空气仍然算作解。当您进行数学计算时，希尔方程预测钟摆（马尾辫）的固有频率会随着时间的推移而增长，导致马尾辫左右摆动，即使头部只是上下移动。当马尾辫频率通常是慢跑频率的一半时，尤其如此。
你可能会认为，如果你跑得更快，你会使慢跑频率太快，但事实并非如此。当人们跑得更快时，他们的脚通常不会移动得更快，而是他们的步幅会加长。因此，马尾辫频率仍然接近慢跑频率的一半，马尾辫注定要摆动。
当然，这是将马尾辫视为一个单一的钟摆单元，作为一根绳子来看待的。实际上，马尾辫是一堆绳子。确切地说，多达 100,000 根绳子。
（应该注意的是，获奖者们带着一束真人头发制成的马尾辫样品参加了颁奖典礼。获奖者本人都没有自己的马尾辫。）
这就是第二组获得搞笑诺贝尔奖的 Goldstein 等人开始研究的地方。现在的问题是，单个纤维如何构成马尾辫的形状？他们正在寻找马尾辫每个区域的力平衡，并提出了三个主要力：单位长度重量，它会受到重力的影响并将头发向下拉；每根头发的刚度；以及头发中的随机曲率。
您看，即使看起来笔直的头发也并非真正笔直，每根头发都会有微小的曲率。这些赋予马尾辫“蓬松”和弹性，并使其底部呈现三角形形状。所有这些对跑步时马尾辫的摆动性影响不大，因为马尾辫作为一个整体仍然会像钟摆一样运动。
这一切都来自观察学生在校园里慢跑！
*约瑟夫·凯勒因茶壶滴水的原因以及如何阻止滴水的理论而第二次获得搞笑诺贝尔奖。它最初于 1999 年颁发，但他被意外地遗漏了。凯勒现在沉浸在茶壶理论的荣誉中，各地的饮茶者都为那些阻止茶壶滴水的小龙头（spigot）的发明而欢呼雀跃。太棒了。