蜂窩為何是六邊形的？

12-21

瀉藥。
這個問題很有意思啊，哈哈哈~

首先，蜂巢是蜂類的家，家的首要要求是堅固，其次是節省材料。
那就從這兩點上分析一下為什麼會是類六邊形體。
特別：其實並不是六邊形，而是鈍角為109°28』，而銳角都是70°32』的六邊形體。
首先：蜂巢的結構特徵
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「牆」，由兩個角牆構成「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。
現在有不少人分析研究過為什麼蜂巢會是六邊形，大體來說原因如下：
堅固性等材料學性質
六邊形（Hexagonal），多邊形的一種，指所有有六條邊和六個角的多邊形，這種結構有著優秀的幾何力學性能。自然界中，苯與石墨的分子結構、龜殼、蜂巢等都呈現正六邊形形狀。
蜂窩結構非常堅固，故被應用于飛機的羽翼以及人造衛星的機壁。蜂巢內外面的巢穴（叫做巢房）剛好一半相互錯開，相互組合六角形的邊交叉的點是內側六角形的中心。這是為了提高強度，防止巢房底破裂。
「蜂窩結構（Cellular Structure）是覆蓋二維平面的最佳拓撲結構。蜂巢結構是蜂巢的基本結構,是由一個個正六角形單房、房口全朝下或朝向一邊、背對背對稱排列組合而成的一種結構. 」

其他六邊形體的優秀性質，蜂巢肯定都具備：
節省材料
六邊形能以每範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。
如果蜂巢呈圓形或八角形，會出現空隙，如果是三角形或四角形，則面積會減小，所以在這些形狀中六角形是效率最好的。
而我覺得，這些回答忽略了兩個關鍵問題：

1蜂巢是懸掛結構，減輕重量的結構是首選（減輕蜂巢重量，這樣不容易掉落）
其實，但從力學上說，這還不是最優結構，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。
但是，蜜蜂還要住啊，六邊形體內部空間更充足，住起來也更舒適。
2蜂巢不是由單個六邊形體構成，而是需要組合在一起，六邊形是唯一可以完全重合邊界（三角形中間可利用的空間太有限，不做考慮；四邊形力學結構太弱易變形）的形狀。
第二條我個人認為是蜂巢為六邊形體的最關鍵因素。
單獨的峰室就往往不是六邊形體的，比如在雄蜂房和工蜂房之間，以及巢脾與巢框的連接處，出現有不規則的過渡型巢房，給蜂王的巢室同樣不是。
六邊形結構是自然偏愛的結構之一，這樣的結構時常符合了自然的規律之一：「自然界總是通過最短的途徑發生作用」。
同樣的結構還出現在岩石、雪花、細胞等等。。
柱狀玄武岩

最後送給大家一首孟浩然的小詩（如果有人看的話，題主這問題就咱倆關注啊現在。。。）：
夏日茅齋里，無風坐亦涼。
竹林新筍稚，藤架引梢長。
燕覓巢窠處，蜂來造蜜房。
物華皆可玩，花蕊四時芳。

高中一女同學被保送了。她之所以被保送的原因是在物理老師指導下完成了一篇關於蜂巢六邊形與液體張力關係的論文。論文大意是說蜜蜂築巢時吐出來的物質開始時是液態，每一個互相作用等乾燥後就形成了六邊形。其中一個舉例是:小時候家裡有洗衣服的鋁盆，大人洗完衣服的肥皂水小孩經常拿根管子吹泡泡玩，偶爾吹得幾個泡泡在一起抱團的時候，會發現偏中間的泡泡就被其他「擠壓」成為六邊形。
我覺得比較有道理，在這裡分享給大家供參考。

我覺得，從我們人類的這種較為理性的分析來看，六邊形無疑是非常好的形狀，但是我同時也更加好奇的是，蜜蜂為啥懂得設計這樣形狀的。
我猜想可能是自然形成的，也就是說，其他形狀的設計出來根本不適用，可能是一種試錯的情況下出來的。就跟我們人類為什麼可以從人猿到人類一樣，是通過偶然試錯，最終走向一條比較正規的道路。人猿也沒有想到說自己要成為人類，但是在機緣巧合之下，幸運者生存。

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