“动物建筑大师”蜜蜂与蜂巢
2021-03-12孙晓艳
初中生世界·七年级 2021年2期
关键词:结构
孙晓艳


蜂巢造型奇特,结构巧妙,很早就引起了科学家的浓厚兴趣。达尔文曾说:“如果一个人在观赏精密细致的蜂巢后,而不知加以赞扬,那人一定是个糊涂虫。”古希腊数学家帕普斯对蜂巢作了细微的观察与研究,并在其著作《数学汇编》中写道:“蜂巢到处是等边、等角的正多边形图案,非常匀称规则。”
蜂巢的巢房是由一个个正六角形的中空柱状房室,背对背对称排列组成。每一个巢房的建筑,都是以中间为基础向两侧水平展开,从其房室底部至开口处有13°的仰角,是为了避免存蜜的流出。另一侧的房室底部与这一面的底部相互接合,由三个全等的菱形组成。此外,巢房的每间房室的六面隔墙宽度完全相同,两墙之间所夹成的角度正好是120°,形成一个完美的几何图形。
公元4世纪时,古希腊数学家佩波斯提出,蜂窝的优美形状,是自然界最有效劳动的代表。他猜想,人们所见到的截面呈六面形的蜂窝,是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建造成的。他的这一猜想被称为“蜂窝猜想”,但这一猜想一直没有人能证明。后来,美国密执安大学数学家黑尔宣称,他已破解这一猜想。数学家用实际行动证明了蜜蜂是世界上工作效率最高的建筑者。
科学家们研究发现,蜂巢的六角形是最致密的结构,各方受力大小均等,且容易将受力分散。同时正六角形的建筑结构,密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大。因此,除了节省之外,还可提高蜜蜂的入住数,据说一个蜂巢能容纳数量高达上万只的蜜蜂居住。……
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