Buzz
Theo các nhà toán học, cơ thể con người thực tế chỉ có 7 lỗ "chuẩn".
Nếu đứng trước gương và tự đếm các "cái lỗ" trên cơ thể mình, bạn có thể sẽ ngạc nhiên vì số lượng quá lớn. Mắt, mũi, miệng, tai và cả lỗ chân lông có thể khiến con số lên tới hàng triệu. Tuy nhiên, theo quan điểm của các nhà toán học, đặc biệt là các chuyên gia về Tô-pô học (Topology) – ngành nghiên cứu các đặc tính không gian trong các biến dạng liên tục – cơ thể con người không có nhiều "lỗ" như tưởng tượng. Trái lại, chúng ta là một cấu trúc hình học tinh tế với số lượng lỗ ít ỏi, chỉ có 7 hoặc 8 cái, tùy theo giới tính.
Định nghĩa lại khái niệm "Cái lỗ"
Để giải thích con số kỳ lạ này, chúng ta cần từ bỏ các định nghĩa thông thường. Trong đời sống, một vết lõm trên mặt đất hay một cái hang cụt được coi là lỗ. Tuy nhiên, đối với Katie Steckles, giảng viên toán học tại Đại học Manchester Metropolitan, đó chỉ là những khiếm khuyết bề mặt.
Trong hình học Tô-pô, một cái lỗ thực sự (through-hole) phải là một đường hầm xuyên qua vật thể, cho phép bạn đi từ phía này sang phía kia. Hãy tưởng tượng chiếc bánh Donut, nơi bạn có thể luồn ngón tay qua giữa nó – đó là một cái lỗ. Ngược lại, nếu bạn ấn ngón tay vào một cục đất sét tạo thành vết lõm nhưng không xuyên qua đáy, đó chỉ là một "lỗ tịt" (blind hole) và không được tính trong phép đếm này.
Khái niệm này dẫn đến một cuộc tranh luận nổi tiếng trong giới toán học: Một chiếc ống hút có bao nhiêu lỗ? Một số người nói là một, số khác bảo hai, và cũng có người khẳng định là không có lỗ nào (vì nó chỉ là một tấm phẳng cuộn lại). Tuy nhiên, trong Tô-pô học, hình dạng không quan trọng bằng cách mà các phần của vật thể kết nối với nhau.
James Grime, nhà truyền bá toán học người Anh, đã giải thích rằng nếu bạn làm một chiếc ống hút từ đất sét mềm, bạn có thể dễ dàng ép nó xuống và mở rộng đường kính cho đến khi nó biến thành hình dạng của một chiếc bánh Donut. Quá trình này không cần cắt hay đục khoét gì thêm. Vì vậy, về mặt toán học, ống hút và bánh Donut là "đồng phôi" (homeomorphic), tức là chúng tương đương với nhau và cả hai đều chỉ có một lỗ duy nhất.
Cuộc thanh lọc cơ thể: Loại bỏ những "lỗ giả"
Khi áp dụng quy tắc "xuyên thấu" này vào cơ thể con người, chúng ta bắt đầu một cuộc "thanh lọc" quy mô lớn các bộ phận mà ta thường nhầm tưởng là lỗ.
Đầu tiên là hàng triệu lỗ chân lông, tuyến mồ hôi và tuyến bã nhờn. Nếu bạn thu nhỏ mình lại bằng kích thước của một vi khuẩn và chui vào lỗ chân lông, bạn sẽ gặp phải ngõ cụt. Đáy của lỗ chân lông bị bịt kín bởi các tế bào và không có lối ra nào khác. Tương tự, ống tai của chúng ta cũng bị loại khỏi danh sách. Mặc dù nó đi sâu vào trong hộp sọ, nhưng màng nhĩ đã ngăn cách nó với hệ thống mũi họng bên trong, giống như một bức tường chắn. Vì vậy, trong mắt nhà Tô-pô học, tai chỉ là một vết lõm sâu, chứ không phải là lỗ.
Phép toán "Chiếc quần lót" và con số 7 bí ẩn
Sau khi loại bỏ những "lỗ tịt", chúng ta còn lại những ứng cử viên sáng giá cho danh hiệu "lỗ thông": Miệng, hậu môn và hai lỗ mũi. Nhưng cơ thể con người không chỉ đơn giản như vậy. Ẩn giấu trong khóe mắt của chúng ta là 4 điểm lệ (puncta) - những lỗ nhỏ xíu giúp dẫn nước mắt thừa chảy xuống khoang mũi, giải thích vì sao chúng ta thường chảy nước mũi khi khóc.
Tổng cộng, chúng ta có 8 lối mở (openings) dẫn vào bên trong cơ thể: 1 miệng, 1 hậu môn, 2 lỗ mũi và 4 điểm lệ. Nhiều người sẽ vội vã kết luận rằng: Vậy là có 8 cái lỗ! Nhưng theo toán học, câu trả lời lại là: Không, chỉ có 7 thôi.
Để giải thích nghịch lý này, hãy tưởng tượng một chiếc quần lót. Nó có 3 lối mở (1 ở thắt lưng và 2 ở ống chân). Nhưng có bao nhiêu cái lỗ? Katie Steckles đã đưa ra một mẹo thú vị: Hãy tưởng tượng bạn làm phẳng chiếc quần lót ra. Nếu bạn kéo giãn phần thắt lưng thành một vòng tròn lớn, giống như lắc vòng, hai ống quần sẽ chập lại. Về mặt hình học, khi các lối mở kết nối với nhau trong một không gian chung, số lượng lỗ thực tế sẽ được tính bằng công thức: Tổng số lối mở trừ đi 1 (với điều kiện chúng đều liên kết với nhau).
Cơ thể con người (xét về hệ tiêu hóa và hô hấp) có cấu trúc tương tự một chiếc quần lót phức tạp. Miệng, hậu môn, lỗ mũi và các điểm lệ đều kết nối với nhau thông qua hệ thống đường ruột và khoang mũi họng, tạo thành một mạng lưới đường hầm liên thông. Vì vậy, khi áp dụng công thức trên: 8 lối mở - 1 = 7 cái lỗ thực sự.
Nói cách khác, nếu cơ thể bạn là một khối đất sét dẻo, một nghệ nhân Tô-pô học có thể tạo hình bạn thành một vật thể hình học với 7 lỗ thủng mà không cần xé hay dán thêm bất kỳ phần nào.
Ngoại lệ thứ 8: Bí mật của phái nữ
Tuy nhiên, con số 7 này chỉ chính xác đối với nam giới. Tạo hóa đã ban cho phụ nữ một cấu trúc sinh học đặc biệt, tạo ra một ngoại lệ thú vị trong toán học.
Ở nam giới, hệ thống sinh dục và tiết niệu là các đường ống khép kín hoặc ngõ cụt (bàng quang, niệu đạo không thông thấu hoàn toàn theo nghĩa Tô-pô). Nhưng ở nữ giới, hệ thống sinh sản tạo ra một con đường thông thương hoàn chỉnh thứ hai, tách biệt với hệ tiêu hóa.
Mặc dù âm đạo thường được coi là ngõ cụt, nhưng thực tế nó dẫn đến tử cung, đi qua hai vòi trứng (ống dẫn trứng). Đặc biệt, đầu vòi trứng không bị bịt kín mà mở ra tại khoang phúc mạc (ổ bụng) để nhận trứng rụng từ buồng trứng. Các nghiên cứu y học đã chứng minh rằng trứng rụng từ buồng trứng bên này có thể di chuyển qua khoang bụng để được vòi trứng bên kia bắt lấy, chứng tỏ sự thông thương giữa hai bên.
Về lý thuyết, nếu bạn có một sợi dây nano siêu nhỏ, bạn có thể luồn nó từ bên ngoài, đi qua âm đạo, tử cung, vòi trứng và chui ra tại khoang cơ thể. Hành trình xuyên thấu này tạo ra một lỗ Tô-pô hoàn chỉnh nữa. Vì vậy, phụ nữ sở hữu thêm một cấu trúc hình học đặc biệt, nâng tổng số lỗ trên cơ thể lên con số 8.
Câu chuyện về số lượng lỗ trên cơ thể người không chỉ là một bài tập đếm số khô khan hay một trò đùa trí tuệ của các nhà toán học. Nó là minh chứng tuyệt vời về cách khoa học trừu tượng có thể thay đổi góc nhìn của chúng ta đối với thế giới thực. Dưới góc nhìn của Tô-pô học, con người không chỉ là những khối thịt đơn giản mà là những cấu trúc hình học phức tạp, liên kết và kỳ diệu.
Chúng ta không phải là những khối thịt lỗ chỗ như miếng bọt biển hay phô mai. Con người, thực chất, giống như những chiếc bánh Donut 7 lỗ (hoặc 8 lỗ) biết đi và suy nghĩ. Và lần tới, khi ai đó hỏi bạn có bao nhiêu cái lỗ trên cơ thể, bạn sẽ có câu trả lời vừa khoa học, vừa đủ sức khiến họ phải "xoắn não" suy ngẫm.
