昆虫界的两大数学天才,一个抢了祖冲之饭碗,一个令建筑师汗颜

    昆虫界的两大数学天才,一个抢了祖冲之饭碗,一个令建筑师汗颜

     

     

    神奇的昆虫,蜜蜂造出最省材料”房子“,它比祖冲之更早算出圆周率

    说起昆虫,相信我们很多朋友都不陌生,但是要说会数学的昆虫,可能很多朋友就会感觉奇怪,似乎只有咱聪明的人类才具备计算的能力,昆虫这种低级动物是不会拥有人类这么复杂的大脑的,对于计算这种需要复杂的构成的问题,昆虫自然是无法做出来的。

    俗话说大千世界无奇不有,自然界看似没有计算能力的昆虫,偶尔又会让我们打开眼界,很多昆虫世界中出现的问题,到了今天人类也还没有弄清楚。要说别的昆虫可能我们很多朋友并不熟悉,但是有一种昆虫我们很多朋友都熟悉,而且要说是昆虫界的数学天才,可以说没有人敢说不。

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    可能说到数学界的数学天才,可能很多朋友都想到了是蜜蜂。不错!蜜蜂可以说是我们熟悉的数学天才之一,蜜蜂展示给我们的不光是勤劳和高智慧的登记管理制度,令无数各行各业的研究人员和蜜蜂爱好者不解的就是蜜蜂的蜂巢,说到蜜蜂的蜂巢,再说蜜蜂算是昆虫界的数学天才,可能就没有人不同意了。

    蜜蜂的蜂窝究竟有多特别?

    说起蜜蜂的蜂窝,由于蜜蜂在我们的生活中非常常见,而且又是授粉的主要昆虫,更是一种比较广泛养殖的经济昆虫,所以蜜蜂的蜂窝我们很多朋友都看到过,由于现在的蜜蜂经过了人工养殖,很多蜂窝已经被人工的改变了,实际上属于人工蜂巢,虽然同样体现出了蜜蜂蜂窝的巧夺天工,但是比起野生蜂窝还是略差一筹。

    对于野生的蜂窝来说,里面运用到了复杂的几何学知识,从整个的结构来说,野生蜜蜂窝的结构通常是半球形,而这种半球形,利用了各张蜂脾相互平行的方式从外到内的构成了一个中间巢脾最大,慢慢向两边缩小的半球体,这样的结构不但让蜂群利于保暖,还利于散热,而在这个蜂窝中间,有一个让很多专家至今也没有研究透彻的东西,那就是蜜蜂的巢房。

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    蜜蜂的巢房很多朋友都见过,从表面上看是一个正六边形,实际上是由一个正六菱柱和三个菱形片构成的一个空间,最为让人们好奇的是,这个正六菱柱的每个面都被其他巢房利用,达到了节约材料的目的,这点似乎很多朋友都清楚,不是什么特别的,对于中间的位置很多朋友没有注意到,可以说中间的位置也是巧夺天工。咱分为巢房中的数据和材料节约两个方面来看这个问题。

    ①巢房中的数据:从巢房中的数据来说,首先是蜜蜂巢房的深度,一般来说,

    巢房的深度随着不同的蜜蜂巢房,其大小不同,但是每一种巢房,其正负差都不超过0.1毫米,最让人不解的是,蜜蜂的巢房壁的厚度,误差竟然小于0.008毫米,这个误差可以说让很多人咋舌,毕竟如今科学技术这么发达,想要做出如此精准的厚度,可能高科技也难以实现,而蜜蜂就用了一对触角做出了如此让人意想不到的杰作。

    当然,这里面还有很多是我们很难想象的数据,比如蜜蜂用比幼虫身体还短的巢房却能够孵化出幼虫,这些都是非常精细的数学问题,可以说就算是人类可能也未必能够想到,这种精准程度实在是太过神奇,毕竟蜜蜂是没有游标卡尺的,而蜜蜂孵化幼虫采用的短巢房,却如同知道了蜜蜂幼虫每天张多长的数据一样,全部都是一样的构造,没有一只幼虫因为巢房过小而死亡,也难怪让人称其了,而在整个巢房中,其倾斜角、底部夹角,可以说每个地方都体现出了节约。

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    ②蜜蜂巢房的节约:一直以来,蜜蜂的巢房为什么要做成正六边形是蜜蜂养殖中讨论最多的问题,在宋心仿的作品中有关于蜜蜂巢房节约的相关介绍,其中就对蜜蜂的巢房如果是其他结构的话会浪费多少材料。

    据宋心仿所著的《蜜蜂王国探秘》中介绍,如果蜜蜂的巢房为其他图形,在同样的体积之内,三角形和正方形最节约空间,但是如果是三角形只能放32个,如果是正方形则只能放42个,但是正六边形却能放49个,结论是,不管如何做,正六边形的巢房最节约材料。

    正因为蜜蜂巢房正六边形的特殊结构,蜜蜂的蜂窝被广泛的运用到建筑业、航天业等等各行各业的领域中,其实用性和科学性,不得不说令无数的建筑师汗颜。

    抢了

    比祖冲之更早算出圆周率的昆虫

    从物种的起源来说,实际上古老的生物非常多,但是人类却算不上是一种古老的生物。我们都知道,人类的起源来自于一种古人猿的进化,而从古人猿的进化来说,根据目前可以追溯的资料来看,实际上古人猿可以追溯的时间也就是3000万年(古人猿在地球上出现的时间)左右,但是从古人猿进化到新人类的时间,可能才是5万年以前的事情。这个时间我们人来说是很长,但是从物种起源的角度来说,其实这个时候地球上的其他生物已经非常多了。

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    对于昆虫来说,昆虫一般赖以生存的东西就是植物,因为昆虫的主要食物基本上是植物,而我们今天说到的这种昆虫,正好也是以植物为食的,所以要追溯这种昆虫的历史,随便都要比人类更早,而从植物在地球上出现的时间来算,距今大约有25亿年,可见我们上面提到的古人猿出现的3000万年完全不是什么时间。其实说了这么多,咱今天要说的是这种昆虫的寿命,绝对比祖冲之要长,而且从比例上来说,这个数据会更加科学。

    今天要给朋友们介绍的另外一种昆虫就是叶甲,叶甲种类非常多,据网络上的数据,叶甲的种类大约有25000种,具体这么多的叶甲里面,是那些叶甲干了数学家的事情,不得而知,但是这里面确实有这么一群厉害的家伙,从这个数据来说,我们完全有理由认为这些家伙是比祖冲之更早算出圆周率的。

    祖冲之是谁相信我们都不陌生,大致就是我们国家把圆周率算得比较准确的一位,算是我国古代的著名数学家吧,但是祖冲之是南北朝的人,距今也就1500多年, 这和昆虫的历史来比较是无法比较的。

    为什么要说叶甲比祖冲之更早算出圆周率呢?其实在生活中我们很多朋友可能没有注意一个问题,那就是我们常见的一些植物,有的植物上面有非常规则的圆形的孔洞,很多朋友都见过,可能也知道是昆虫干的,但是为什么这些昆虫不咬成别的形状,而是咬成圆形?可能很多朋友就没有想过这个问题了。

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    其实那些树叶上的圆形孔洞,就是叶甲干的,具体是哪一种,不知道,反正种类非常多,而且这里面也体现出了叶甲与植物之间的斗智斗勇。为什么叶甲要把树叶上咬成圆形的孔洞而不是直接吃了呢?这就是说的叶甲与植物之间斗智斗勇的原因。

    其实叶甲之所以把植物咬成圆形的孔洞,并不是不想直接取食,而是有的植物带有毒素,一旦被咬,毒素会立刻向被咬开的部分集中,然后毒死叶甲,而叶甲采用转圈的方式快速的把树叶咬下来,这样毒素还没有集中到被咬开的位置,中间已经形成了一个圆形的孔洞,这个孔洞里面的树叶,由于已经被咬断,并不会再产生毒素,于是成了叶甲的美餐,这就是我们看到的很多植物上出现的一些圆形小孔的原因。

    和上面一样,很多朋友问题又来了,蜜蜂把巢房做成正六边形,做出了最节约材料的”房子“,那么叶甲在咬树叶的时候,为什么不咬成正六边形或者长方形、正方形或者不规则的图形呢?

    在写到蜜蜂的巢房厚度误差小于0.008毫米的时候,很多朋友说蜜蜂用了游标卡尺,这里估计又有朋友要说叶甲采用了圆规,但是在这里想说的是,蜜蜂没有使用游标卡尺,叶甲也没有使用圆规,但是蜜蜂的确做出了最节约材料的”房子“。

    我们说叶甲比祖冲之更早算出圆周率又是怎么来的呢?正如上面所说,叶甲咬开树叶的时候,为什么一定是圆形?其实这就是我们说叶甲比祖冲之更早算数圆周率的真相。

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    对于叶甲来说,叶甲吃树叶,其实想要的是得到最多的树叶,因为树叶是叶甲的食物,所以叶甲在咬开树叶的时候,只有要开的树叶的面积最大,它才能获得最多的食物,而在一个面上要找到面积最大的图形,这个图形就是圆,很显然,想要在所有的图形中知道圆的面积最大,这必须知道精确的圆周率啊,不然又怎么和其他图形对比呢?

    好了,就掰到这里,然后,说说你的看法,在下方聊聊,喜欢的还可以关注一下哦。

     

    • 本文由 发表于 2020年10月28日11:25:59