你见过蜂巢吗? 你看过雪花吗? 他们都是六边(角)形的。 大自然的鬼斧神工通常都会有它的道理,那六边形到底有什么魔力,而能得到大自然一次又一次的青睐呢? 为什么总是六边形?(一) 有小朋友要说了,老师不都说小蜜蜂是勤劳的吗? 咳咳,孔子云,懒惰是一切科技和技术进步的原动力。 这群懒惰的小蜜蜂原来是没有巢的,因为它们实在太懒了。但是,每当雨季到来的时候,蜂群都损失惨重,等到饥荒的年代蜂群更是没有一点存粮。 于是,蜜蜂女王痛下决心,我们必须要建一个巢了! 女王把任务分配给了蜂群中的建筑工人——工蜂。 蜂巢是工蜂用自身的蜡腺所分泌的蜂蜡修筑的,作为一群懒惰的蜜蜂,他们当然想要尽量少工作啦,于是工蜂们决定先坐下开个会—— 第一届工蜂代表大会 暨蜂巢修建事宜研讨会 会议纲要 问题提出: 首先,每只蜂至少需要一朵小喇叭花大小的房间 其次,蜂巢结构越紧密越结实越好 最后也是最重要的,我们必须要用最少的材料才最省力,天知道蜂蜡有多难生产! 解决方案: 首先,蜂群有500只蜜蜂,蜂巢至少需要500朵喇叭花的表面积。 其次,结构紧密又要省材料,首先必须要求房间之间没有空隙。 那什么样的形状可以紧密排满空间呢?圆形肯定不行喽。 事实上,世界上只有三种常规图形符合要求的形状。 三角形 四边形 正六边形 最后,来看这三种图形哪一种最省材料吧。我们其实是有用蜂蜡来砌墙壁,那也就是围图形的周长。 首先,如果一个正三角形的面积为1的话,那它的周长约为4.56 如果一个正方形的面积为1的话,那它的周长为4(四边形中,正方形最省材料,“和同近积大”) 如果一个正六边形的面积为1的话,那它的周长约为3.72 比较后,会议决定最终蜂巢造型为六边形。 由于科技进步的力量,这个懒惰的蜂群工作效率比其他蜂群快很多,于是其他蜂群也纷纷效仿六边形的蜂巢结构。 当然,以上均为戏说。关于蜂巢为什么是六边形,目前科学家们的说法有两种: 第一个说法是,六边形能以每范围最小的周界去平铺一个平面。 另一个说法是英国动物学家汤普生提出的,他认为六边形形状是基于个别的蜜蜂们将巢室摆放在一起的程序。 所以蜂巢建造的原则就是利用最少的材料创造最大的空间。基于这样的原理,我们在生活中还可以看到: 肥皂泡的排列 建筑 甚至城市的布局 不管你愿不愿意,夏天已经来临了,西瓜、空调、冰箱就是酷夏的三大神器。 相信大家都有在冰箱里冻冰块的经历,把清水放入冰箱,就能得到硬硬的冰坨。 但是,它和雪花的样子也差太多了,为什么雪花能形成那样美丽的六角形呢? 这个问题的科学原理比较复杂,我们一起来试着弄懂发生了什么—— 首先,水是由水分子构成的。 当温度降到一定程度的时候(确切点说就是零度), 水分子们就会开始感觉冷了,人们冷的时候会抱团取暖,水分子们也会抱在一起。 但是呢,水分子都是很有个性的,由于他们拥有自己的属性——晶格结构,所以,他们只会以六角体的方式抱团。(六角体:两个底面是六边形的柱体) 当越来越多的水分子跑过来想要抱在一起时,就形成了肉眼可见的晶体。 由于水分子抱团时,环境条件不一定,雪花的形状也会各不相同,但是我们总能看到六角形的轮廓。
除此之外,还有立方晶系、三方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系和三斜晶系。它们抱团的方式就和水分子完全不一样了。 你能相信这些都是自然形成的吗? |
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