为什么“X”代表未知数?

作者: 苏澄宇

来源: 把科学带回家

发布日期: 2023-03-06 06:00:09

本文探讨了“X”作为未知数的起源,解释了其从阿拉伯语“shayun”到拉丁字母“X”的演变过程,并介绍了与脱发相关的基因因素及性别差异,最后描述了物理学家利用肥皂泡模拟大气流动的实验及其成果。

阿尔-哈瓦⾥兹⽶(???? ?? ???? ?????????? ????????? ????????????)于公元780年左右出⽣在伊朗,是⼀位⼴受欢迎的数学家和天⽂学家。他的⼤部分作品都已经没有踪迹了,但他的《代数学》⼀书⾄今仍然是⼀本杰出的数学著作。在书中,阿尔-哈瓦⾥兹⽶⽤了⼀个称为“博尔汉达公式”的公式来解决⼀个三次⽅程,这个公式以前已经被中国数学家和印度数学家独⽴发现过。

阿尔-哈瓦⾥兹⽶⽤“shayun”这个阿拉伯词来代表⽅程中的未知数。在11世纪,当阿拉伯⽂经由⻄班⽛传到欧洲时,⻄班⽛⼈想把它们翻译成⾃⼰的语⾔。但翻译过程中有⼀个问题:⼀些阿拉伯语的发⾳根本没有⽤英⽂单词来表示。其中⼀个便是“SH”的发⾳,它也是阿拉伯语中“shayun”的前部分。但问题在于⻄语⾥没有SH这个发⾳,那咋整?他们就借⽤希腊语中κ?πα 中 “κ” (chi)来代替这个字符的发⾳。

后来,⼜将希腊字⺟“κ”翻译成拉丁⽂,简单替换成拉丁字⺟“ X”。于是乎,字⺟“X” 成为众所周知的未知数。对于⼀个尚未脱发的男性来说,如果你想知道⾃⼰是否会秃顶,只要看看你⺟亲的⽗亲: 如果他不是秃顶,那么你很可能是安全的。如果是的话,你就⼤概率也会脱发。简单来说,男的秃主要由基因决定,其中⼀些最终决定你脱发的关键基因,往往来⾃你⺟亲的⽗亲。为什么⼥性脱发的没有男性的多?

我们身体有⼀种酶,它可将睾丸激素转化为⼀种叫做双氢睾酮(dHT)的东⻄,这时候就会发⽣脱发。⼆氢睾酮通过收缩⽑囊来攻击⽑囊,使它们难以⽣⻓,然后就秃顶了。⽽负责转化的酶是可遗传的,这就是为什么有些⼈有,有些⼈没有。此外,这些酶及受体数量决定了⼀个⼈脱发的速度——酶和受体越多,脱发的速度就越快。

⼆氢睾酮(DHT)是睾酮的副产物,⽽睾酮是主要的男性激素,正常⼥性身体没有这么多的睾酮,所以⼥性脱发概率⽐男性低。法国阿基坦材料与波实验室的物理学家进⾏了⼀场古怪的实验:⽤肥皂泡来模拟⼤⽓流动。他们发现,通过仔细研究肥皂泡表⾯漩涡的转速变化,可以精确地推算出⽓旋强度的演变规律,并由此建⽴了⼀个简单的预测模型。

与波尔多数学研究所和留尼汪⼤学合作的这⼀实验的成果发布于Natu re Scientific Reports上。为实现在肥皂泡表⾯进⾏流动模拟,研究⼈员仿照真实⼤⽓流动轨迹的曲率尽可能地建⽴起⼀个简单却逼真的⼤⽓⽓流模型。

实验中获得的漩涡和真实的⽓旋⼗分相似,尤其是漩涡的速度(或说强度),展示出了让⼈惊讶的动态演化过程:漩涡形成的初期很弱,随着时间的推移会进⼊漩涡加强期,⽽后达到强度顶峰的漩涡随即开始进⼊衰退期。物理学家在该研究中发现的、漩涡转速之于⽓旋强度的演变规律,可⽤于估算⽓旋可以达到的最⼤强度和从其初期发展到最⼤强度所需要的时间。

这种预测⽅法可以在漩涡形成约50⼩时后开始使⽤,⽽这⼀时间与新⽣⽓旋进⼊加强期所需的时⻓相当。研究⼈员对150个太平洋和⼤⻄洋的⽓旋进⾏分析之后,这个法则被证明对这些低压⽓旋是适⽤的。

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