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蜂窝结构既节省空间又坚固

蜜蜂和黄蜂使用六角形蜂房建造节省空间且坚固的巢穴。

介绍几个世纪以来，蜜蜂为何适应用六角形细胞建造巢穴的问题一直争论不休。在上的“物种起源”达尔文提出理论，自然选择导致了“蜡经济”。对于蜜蜂来说，节约用蜡是明智之举，因为它们需要消耗大约八磅蜂蜜才能产生一磅蜡。

但只有数学家研究六边形形状才能直达真相。公元前 36 年左右，一位名叫马库斯·特伦蒂斯·瓦罗 (Marcus Terentius Varro) 的学者首次撰写了关于这个特殊数学问题的文章，后来被称为“蜂窝猜想”。 1999 年，托马斯·黑尔斯 (Thomas Hales) 在数学上证明，与任何其他镶嵌形状相比，以网格形式组织的凸六边形可以最小化总周长面积。

蜜蜂的诞生蜂箱中的六边形不仅是为了美观，也不仅仅是为了储存蜂蜜。每个六边形细胞都是幼虫发育的潜在摇篮和食物来源，如图所示。人类养蜂人获得无蜜蜂细胞的方法是阻止产卵蜂王到达蜂巢的某些区域。

蜜蜂生命的前 21 天浓缩为 60 秒。由阿南德·瓦尔玛 (Anand Varma) 在比利·辛克 (Billy Synk) 的帮助下在加州大学戴维斯分校的哈利·莱德劳蜜蜂研究设施拍摄。音乐由 Rob Moose (@mooseofrob) 创作

战略最终证明了这一猜想的数学家托马斯·黑尔斯 (Thomas Hales) 在 2019 年的一次采访中表示，最终，“六边形蜂窝是用最小周长拟合最大面积的方法。” 从蜜蜂的角度来看，这意味着在更大的体积中储存更多的蜂蜜，同时花费更少的能量建造一个容纳蜂蜜的结构。换句话说，达尔文是对的。

空间效率并不是六边形建筑的唯一好处。六边形堆叠在一起，以偏移排列方式填充跨度，每个“管”周围有六个短壁，使结构具有高抗压强度。蜂箱的散热性能也很好，可以防止蜡质结构在炎热的日子里融化。尽管很少有种类的黄蜂会储存蜂蜜，但它们也利用六角形细胞筑巢，利用了这些相同的好处。效率、强度和控制热量损失对于人体结构也很重要，因此蜂窝激发人类设计也就不足为奇了。

周长与三角形相同的六边形包含更多面积。

六边形是镶嵌或组合在一起的最高边的多边形。比较具有相同面积的棋盘格三角形和六边形，表明六边形蜂窝最大限度地减少了所需的材料，从而节省了空间。

他一定是个迟钝的人，能够检查一把梳子的精致结构，如此完美地适应它的末端，而不带热情的钦佩。

查尔斯·达尔文

潜力科学家和工程师已将六角形设计融入看似无穷无尽的应用中，包括轻质建筑材料、用于桥梁建筑的柔性面板、吸音、光扩散、催化剂设计、磁屏蔽、组织工程，甚至制造更好的冲浪板。

达尔文写道：“他一定是个愚钝的人，能够检查梳子的精致结构，如此完美地适应它的末端，而不需要热情的钦佩。” 一个半世纪后，当我们审视这些结构时，我们仍然在寻找新的东西来欣赏和欣赏。仿真.

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既然我们知道蜜蜂为什么要建造六边形，那么它们是如何设计出如此精确的形状的呢？查看下面相关内容中的“体热熔蜡”即可了解。

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蜂窝可以用最少的建筑材料最大限度地增加蜂蜜的储存量。

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黄蜂也用蜂窝筑巢。

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