为什么蜂巢是蜂巢六边形的象征意义?

不是那样,蜂巢并不都是六边形。过去两千多年间,屡次有人声称蜂巢的形态有助于“节约材料”或“最大限度节约材料”。蜂窝猜想指出,正六边形网格在将平面细分为相等面积的区域时具有最小的总周长。该猜想于 1999 年被数学家 Thomas C. Hales 证明。但是,现实中的蜂巢并不是在平面上铺开的理想几何形,经常有不规则的边缘、整体的曲度,网格有六边形之外的五边形、七边形、圆形、不规则形等,相对直的边的数量通常可分布在 3 到 8、可以有相对弯曲的边。蜜蜂并未刻意将其塑造为特定的几何形——它们更多地只是凑合一下、弄个自己进得去的空间出来,蜂巢在建造与使用的过程中随受力改变形态。受力相对均匀时,由体型相近的工蜂建造的、材料性能与尺寸相近的蜂窝横截面变成近似正六边形的概率相对高,这个可以归因于圆在平面上的最密堆积。其他场合就不是这么回事了。你跟这大圆洞谈谈节约材料吧:Both combs and cells have irregular shapes. Photo provided by Mike Riter. https://www.honeybeesuite.com/open-air-colonies-from-coast-to-coast/再跟这曲线与折线边缘谈谈六边形的好处:https://www.pinterest.com/pin/585327282811236363/类似地,有人声称“蜂巢是立体堆积、会趋向于韦尔-费伦结构”、“肥皂泡会自然趋向于韦尔-费伦结构”。但是,现实中的材料不是抽象的几何图形,预期之外的曲线和不规则过渡难以避免。肥皂泡:Lopkiol, CC BY-SA 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0>, via Wikimedia Commons柱状节理,不在边缘一样有明显不是六边形的情况:By Man vyi - Self-photographed, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3672508苍海笑的回答(如何向孩子解释「为什么蜂窝都是完美六边形呢」?)给出了类似的意见:蜜蜂只是偶然弄出这种蜂巢。不过,看起来他对蜜蜂胡搞的程度还不够有信心、纠结于不规则的边缘。不限于此,人们经常严重高估地球生物的“效率”、想当然地认为它们的若干行为是“高效率”的。与蜜蜂同属蜜蜂科的无刺蜂可提供更有视觉冲击力的蜂巢:By Ma Hzi Wong at Malay Wikipedia - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27697296大量运用不规则结构充当储藏室和出入管,储藏室的材料是蜂蜡和树脂,出入管的材料可包括蜂蜡、树脂、动物粪便。与蜜蜂同属蜜蜂科的熊蜂建造各种蛋状室:https://birdwatchinghq.com/bees-in-the-united-states/与蜜蜂同属蜜蜂科的条蜂族挖地居住:https://thekidshouldseethis.com/post/the-digger-bee-who-builds-her-sandcastles-at-the-beach蜜蜂总科穴泥蜂科挖地居住:https://birdwatchinghq.com/bees-in-the-united-states/蜜蜂总科切叶蜂科壁蜂属有用泥砌墙的,左为它们自己建造的巢穴,右为农民提供的人造巢:https://birdwatchinghq.com/bees-in-the-united-states/壁蜂独居、用胸部携带花粉,传粉效率高于需要同等生活空间的蜜蜂,在美国很少蜇人。亦有将树叶垫在巢里的切叶蜂,左为它们自己挖的坑,右为农民提供的人造巢:https://birdwatchinghq.com/bees-in-the-united-states/还有用植物纤维做蛋状巢的切叶蜂:https://birdwatchinghq.com/bees-in-the-united-states/蜜蜂总科地蜂科,烟囱状巢穴:https://birdwatchinghq.com/bees-in-the-united-states/}
因为正六边形蜂巢,密合度最高、所需材料最少、可使用的空间最大。科学家们研究发现,如果蜂巢呈圆形或八角形,会出现空陈,如果是三角形或四角形,面积会减小,而这种可容纳高达上万只蜜蜂居住的正六边形蜂巢,蜂巢的构造非常精巧,由无数个大小相同的正六边形房孔组成,每个房孔都被其他房孔包围,两个房孔之间隔一堵蜡制的墙。房孔的底既不是平的,也不是圆的,而是尖的,由三个完全相同的菱形组成。有人测量过菱形的角度,两个钝角都是110度而两个锐角都是70度。世界上所有的蜂巢都是按照这个统一的角度和模式建造的。蜜蜂的巢房上缘其实并不是光滑的蜂蜡,而是由非常细致的网状构成,这种网状结构给蜜蜂提供了一套完整的通讯系统,蜜蜂通过在巢脾上舞蹈来实现与其它蜜蜂的通讯,而这种与其它蜜蜂通讯的媒介并不是空气,而是巢房上缘的网状结构,这种网状结构会在蜜蜂跳舞的情况下产生震动,蜜蜂通过发出不同的震动频率来实现与其它蜜蜂的通讯。}

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