Питання про те, скільки отворів має людське тіло, на перший погляд здається елементарним завданням з анатомії, проте при детальному розгляді воно перетворюється на складну топологічну головоломку. Традиційне розуміння «дірки» як будь-якого заглиблення або входу в організм суттєво відрізняється від математичного визначення. З точки зору топології — розділу математики, що вивчає фундаментальні властивості форм та їхню зв’язність — отвором вважається лише той прохід, який повністю перетинає об’єкт і виходить з іншого боку. Математики часто порівнюють це з пончиком або соломинкою: попри те, що ми бачимо два кінці соломинки, топологічно вона має лише один наскрізний отвір, оскільки є гомеоморфною (еквівалентною) звичайному бублику, пише T4.
Для тополога людське тіло — це єдиний об’єкт, і більшість того, що ми звикли називати отворами, насправді такими не є. Наприклад, пори шкіри, потові залози або вушні канали технічно є «сліпими ямами» або заглибленнями. Якщо уявити тонку нитку діаметром 60 мікрон, її можна засунути в пору, але неможливо вивести з іншого боку, не пошкодивши клітинні мембрани. Так само і вушний канал відділений від внутрішніх порожнин барабанною перетинкою, що робить його тупиковим шляхом. Виходячи з цього принципу, ми можемо виключити мільйони мікроскопічних отворів, зосередившись лише на тих, що утворюють наскрізні канали.
Основними «входами», що формують наскрізні шляхи, є рот, анус, дві ніздрі та чотири слізні точки (маленькі отвори в кутиках повік, через які сльози стікають у носоглотку). Разом ми маємо вісім видимих вхідних точок. Однак математика підрахунку стає складнішою, коли ці канали з’єднуються всередині об’єкта. Як пояснює Кеті Стеклз із Манчестерського столичного університету, корисним прикладом тут є спідня білизна: вона має три отвори (пояс і дві штанини), але топологічно це об’єкт із двома отворами. Коли канали з’єднуються всередині, загальна кількість наскрізних отворів завжди на одиницю менша, ніж кількість зовнішніх входів. Таким чином, вісім взаємопов’язаних отворів обличчя та травного тракту формують рівно сім топологічних отворів.
Проте для жіночого організму відповідь може бути іншою. Жіноча репродуктивна система має унікальну анатомічну особливість: матка через фаллопієві труби відкривається безпосередньо в черевну порожнину. Оскільки яйцеклітина може переміщатися між відкритими кінцями труб, теоретично існує ще один наскрізний шлях, через який можна було б протягнути умовну нитку. Це додає ще один отвір до загального підрахунку. Отже, з точки зору чистої математики, людське тіло має або сім, або вісім отворів. Топологічно ми не схожі на губку чи швейцарський сир; ми — складна структура, яка математично ближча до ретельно спроєктованого комбінезона з обмеженою кількістю неперервних тунелів.
Читайте також: Вчені знайшли спосіб зробити водопровідну воду безпечною за лічені хвилини
