古希腊数学家佩波斯认为,蜂窝优美的正六边形形状,是自然界最有效劳动的代表。美国密歇根大学数学家黑尔教授通过研究得出结论:将一个平面分割成同等面积的区域,且具有最小周长的几何图形,是蜂窝状的正六边形。
蜜蜂被认为是非常聪明的。科学家声称,这种微小的昆虫可以计算出角度,甚至可以理解地球的圆度。不久前,它们被证明了可以成功判断0到6这几个数字的大小。这说明了蜜蜂是可以理解数学概念的,它们可以对工作量和努力程度进行判断,从而优化自身的付出。
蜜蜂生产蜂蜡是很不容易的——生产1千克的蜂蜡需要消耗8千克的蜂蜜。显然,它们是知道这一点的,也知道如何进行优化,因此,它们在筑巢时,自始至终都在寻求一种方法尽可能用到最少的蜂蜡(来构建蜂窝孔)。在不断的进化当中,蜜蜂最终找到了方法——只有当它们将每一个蜂窝孔建造成正六边形时,使用到的蜂蜡才会最少。
那么,为什么蜜蜂要将蜂窝孔建的较小而不是更大一点呢?毕竟,孔建得大的话是会进一步减少蜂蜡使用量的。
蜜蜂之所以选择较小的孔,是为了让结构更坚固。蜜蜂在建造蜂窝的时候,都是从顶部开始,然后向下扩充。当一个孔装满蜂蜜时,蜜蜂就会用蜂蜡将其封住。整个蜂窝就是这样慢慢建造起来的。
你可以想象一下,它们用蜂蜜填充那些孔的时候,如果孔很大,那么装的蜂蜜自然也就多。如果蜂蜜过重,就会破坏孔的结构(成分是蜂蜡),一旦结构遭到破坏,那么它们之前的辛苦努力也就付之流水了。
还有一种情况,即使孔的结构足够坚固,这时孔里的蜂蜜也会流出来,因为孔大了,需要“施工者”多次来回飞行才能将其封住,有时还需要几天的时间。蜂蜜停留在孔内靠的是本身的粘度,如果孔没有被很快封住,蜂蜜就会流出来浪费掉了。所以,蜜蜂最终选择了小孔。
(《科学之谜》2021年第17期 张清庭)