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    文摘报 2022年04月02日 星期六

    大自然钟爱六边形的原因

    《 文摘报 》( 2022年04月02日   06 版)

        火山喷发出的岩浆冷却后收缩,产生了裂缝,裂缝趋于六边形,最后形成了紧密排列的六棱柱形岩石,这是岩浆内部作用力达成的最稳定的结果。

        海龟的背甲是由骨骼的不同部分长成的,它们衔接时互相挤压,中间部位的背甲块形成了六边形的稳定结构。

        冬天,气态水分子受低温影响而重新排列成固态,同样是以最稳定的结构互相连接,形成了六边形的雪花冰晶。

        蜂巢由许多大小一致的正六边形巢室组成。蜜蜂由腹部分泌出蜂蜡,然后一点点垒出巢室,大量巢室互相接触排列形成了蜂巢。最开始的巢室其实都是圆形的,之后它渐渐被蜜蜂的体温软化,变成了六边形。圆形蜂巢为什么最终变成的是六边形而不是其他图形呢?

        完全相同的多个多边形相互衔接平铺且不留缝隙的,只有正三角形、正方形或正六边形。而在面积相等的情况下,正六边形的周长最短。

        昆虫需要大量的小眼紧密连接组成复眼,而六边形的结构能让这些小眼在接触时保持稳定,又在小眼周长最短的情况下获得最大的视觉面积。

        我们可以从泡沫中寻找答案。当许多泡泡在平面上聚集成一片泡沫的时候,你就会发现中间的一些泡泡被挤压成了六边形。正六边形的内角为120度,研究发现,120度的连接角是最稳定的机械结构。当多个泡泡接触时,互相挤压、拉伸,最后形成了最稳定的形状,即内角为120度的六边形。

        蜂巢也是一样,被软化的圆形巢室就像泡泡,互相接触时被彼此拉伸、挤压,最终达到稳定,形成了六边形的巢室。

        (大科技微信公众号 3.25)

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