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蜂巢為什么是六邊形的

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    蜂巢巢室的中心線總是水平的,而巢室的非角度行排(non-angled rows)也是水平地(非垂直地)排成一線。因此,每個巢室都有兩個垂直的“墻”,由兩個角墻構成“地板”和“天花板”。而巢室的斜度是些微地向上,在9至14度之間,朝向開端,這樣蜂蜜便不至流出。

蜂巢

   
 那么為什么蜂巢是六邊形,而非其他形狀的?現在的說法有兩個。第一,六邊形能以每范圍最小的周界去平鋪一平面,就是說六邊形結構可以在一定體積里,能用最少的材料去建造一個最寬敞的巢室。另一個原說法是英國動物學家湯普生提出的,他認為六邊形形狀是基于個別的蜜蜂們將巢室擺放在一起的程序:有些類似在肥皂泡間制造的邊界形狀。為支持此論點,他指出個別建造的蜂王巢室,它們多是不規則和凹凸不平,不是以最有效率的方式制作

  

 蜜蜂建筑蜂巢似乎是基于它們的本能,而生物學一般的理論均認為自然界里這么有效能的形狀的現象是由于自然選擇。

  

 蜂巢巢室的末端也是幾何效能的例子,雖然稍微不起眼。末端是一個所有鄰近表面兩面角度為120°的三面錐形,在一定容量最小化表面面積的角度(一個在錐形頂部邊緣形成的角度大約為109°28'16"( = 180°- arccos(1/3)).)

  

  蜂巢巢室3D幾何圖


  蜂巢巢室3D幾何圖

  

 巢室的形狀就像是兩個相對的蜂巢層互相套疊對方,而末端的各個平面都是和對邊的巢室共享的?! ?

  相對層蜂巢的巢室合并在一起


 相對層蜂巢的巢室合并在一起
      當然個別巢室并非如上圖顯示的幾何完美:在一個實際的蜂巢里,"完美"的六邊形是有少許百分比偏差的。在較大的雄蜂蜂巢和較小的工蜂蜂巢之間的過渡地區,或當蜜蜂遇到障礙時,巢室型狀都可能會歪曲的。而在1965年,匈牙利數學家拉茲洛·費耶·托斯發現蜜蜂所用的三面錐形(由三個菱形組成)不是理想最佳的三維幾何形狀。而由2個六角形和2個較小菱形組成的巢室末端將會多.035%(或接近1/2850)的效能。

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