蜂巢为什么选择六边形?

早在公元四世纪的古希腊,数学家佩波斯就提出,蜂巢的优美形状是自然界最有效劳动的代表。当时他猜测人们看到的横截面为六角形的蜂巢是蜜蜂用最少的蜂蜡建造的。他的猜测被称为“蜂巢猜想”,但多年来没有人能证明它。

虽然蜂巢是一个立体建筑,但是每个蜂巢都是一个六边形的圆柱体,蜂蜡墙的总面积只与蜂巢的横截面有关。经过长期的观察和分析,发现蜜蜂蜂巢是一个非常精密的建筑工程,大小刚好可以容纳一只蜜蜂幼虫。蜜蜂筑巢时,年轻的工蜂负责一片片地分泌新鲜的蜂蜡,每一片只有针头大小。其他工蜂负责把这些蜂蜡小心翼翼地放在某个位置,形成一个垂直的六角柱。每块蜜蜡隔墙的厚度小于0.1 mm,误差只有0.002 mm,六块隔墙的宽度完全相同,墙与墙之间的夹角正好是120度,形成了一个完美的正六边形几何图形。

这就引出了一个数学问题,就是求面积最大周长最小的平面图形。1943年,匈牙利数学家陶斯巧妙地证明了正多边形的周长是所有首尾相连的多边形中最小的。但是如果多边形的边是曲线会怎么样呢?陶斯认为正六边形与其他图形相比周长最小,但他无法证明。直到最近,美国数学家黑尔宣称,当考虑到外围是一条曲线时,无论这条曲线是向外凸出还是向内凹陷,都证明了由许多正六边形组成的图形的周长是最小的。.......

无论证明结果如何,我们都可以得出这样的结论:正六边形蜂窝结构是自然选择的自然选择,它代表了自然界中最有效劳动的自然成果。