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數學家稱蜂窩是世界上最省料的建筑物

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加拿大科學記者德富林在《環球郵報》上撰文稱,經過1600年努力,數學家終于證明蜜蜂是世界上工作效率最高的建筑者。四世紀古希臘數學家佩波斯提出,蜂窩的優美形狀,是自然界最有效勞動的代表。他猜想,人們所見到的、截面呈六邊形的蜂窩,是蜜蜂采用最少量的蜂蠟建造成的。他的這一猜想稱為“蜂窩猜想 ”,但這一猜想一直沒有人能證明。幾周前,美密執安大學數學家黑爾宣稱,他已破解這一猜想。  

蜂窩是一座十分精密的建筑工程。蜜蜂建巢時,青壯年工蜂負責分泌片狀新鮮蜂蠟,每片只有針頭大小。而另一些工蜂則負責將這些蜂蠟仔細擺放到一定的位置,以形成豎直六面柱體。每一面蜂蠟隔墻厚度不到0.1毫米,誤差只有0.00 2毫米。6面隔墻寬度完全相同,墻之間的角度正好120度,形成一個完美的幾何圖形。人們一直疑問,蜜蜂為什么不讓其巢室呈三角形、正方形或其他形狀呢?隔墻為什么呈平面,而不是呈曲面呢?  

雖然蜂窩是一個三維體建筑,但每一個蜂巢都是六面柱體,而蜂蠟墻的總面積僅與蜂巢的截面有關。由此引出一個數學問題,即尋找面積最大、周長最小的平面圖形。1943年,匈牙利數學家陶斯巧妙地證明,在所有首尾相連的正多邊形中,正多邊形的周長是最小的。但如果多邊形的邊是曲線時,會發生什么情況呢?陶斯認為,正六邊形與其他任何形狀的圖形相比,它的周長最小,但他不能證明這一點。而黑爾在考慮了周邊是曲線時,無論是曲線向外突,還是向內凹,都證明了由許多正六邊形組成的圖形周長最小。他已將19頁的證明過程放在因特網上,許多專家都已看到了這一證明,認為黑爾的證明是正確的。

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