La estructura de construcción hexagonal regular tiene el mayor rendimiento de sellado, requiere los materiales más simples y tiene el mayor espacio disponible. Su estructura es compacta, las fuerzas en los cuatro lados son iguales, es fácil dispersar la tensión y puede soportar mayores impactos que otras estructuras.
La colmena: la estructura más rentable de la naturaleza
Darwin elogió la colmena como la estructura más asombrosa y mágica de la naturaleza. La cámara del nido está compuesta por cilindros huecos hexagonales regulares, directamente frente al atrio, dispuestos simétricamente espalda con espalda. Las aurículas hexagonales son paralelas entre sí, con la misma distancia entre cada aurícula. La construcción de cada cámara nido se extiende horizontalmente en ambos lados con el centro como punto de referencia, y el ángulo de elevación desde el fondo del atrio hasta la abertura es de 13 para evitar que la miel fluya. El fondo de la cámara del otro lado está conectado al fondo de este lado y consta de tres rombos idénticos. Además, las seis paredes divisorias de cada habitación del Nido de Pájaro tienen exactamente el mismo ancho y el ángulo entre las dos paredes es exactamente de 120 grados, formando una figura geométrica perfecta. La gente siempre se pregunta, ¿por qué las colmenas no adoptan una forma de triángulo, cuadrado u otra forma? ¿Por qué los tabiques son planos en lugar de curvos?
De hecho, ya en el año 180 a.C., el antiguo matemático griego Zenodorus demostró:
(1) Para un polígono de N lados con un perímetro fijo, N polígono tiene el mayor. área. Cuanto mayor es n, mayor es el área.
(2) Cuando el perímetro es fijo, el área de un círculo es mayor que la de todos los polígonos regulares.
Los antiguos egipcios también sabían desde muy temprano que sólo se podían colocar triángulos, cuadrados y hexágonos regulares sobre una superficie plana.
En 1712, el matemático suizo Samuel Konig, a petición del naturalista Leo Muir, demostró que la base de un cilindro hexagonal modificado está compuesta por tres rombos congruentes, que es el método que ahorra más material. es establecer los ángulos adyacentes del rombo en 109° 26' y 70° 34' respectivamente, de modo que se pueda obtener la superficie más pequeña bajo un cierto volumen. Los ángulos adyacentes del rombo en la parte inferior del panal son 109° 28' y 70° 32' respectivamente, lo que difiere sólo 2' de la demostración teórica de Samuel Koenig.
Recientemente (65438+septiembre de 1999), el periodista científico canadiense Devlin escribió un artículo: "Después de 1.600 años de arduo trabajo, los matemáticos finalmente demostraron que las abejas son la construcción más eficiente del mundo. El matemático estadounidense Hale afirmó que había resuelto la "conjetura del panal". El antiguo matemático griego del siglo IV, Bebo, propuso que la hermosa forma del panal es la representación más eficiente y económica de la arquitectura en la naturaleza. La colmena con una sección transversal hexagonal está construida por abejas. la menor cantidad de cera de abejas Su conjetura se llamó "conjetura del panal", pero Hale no la demostró hasta 1999.
Aunque la colmena es un edificio tridimensional, es una estructura tridimensional. Cada colmena es un cilindro hexagonal, y el área total de la pared de cera de abejas solo está relacionada con la sección transversal de la colmena. Esto lleva a un problema matemático, que es "encontrar la figura plana con el área más grande". perímetro más pequeño." 1943, Matemáticas Húngaras. Taos demostró hábilmente que el perímetro de un polígono regular es el más pequeño entre todos los polígonos regulares conectados de un extremo a otro. Pero, ¿qué sucede si los lados del polígono son curvas? Taos creía que el perímetro de un El hexágono regular es el más pequeño en comparación con otras formas, pero no pudo probarlo. Pero cuando Hale creyó que la periferia era una curva, ya fuera convexa hacia afuera o cóncava hacia adentro, se demostró que el perímetro de una figura estaba compuesta de. muchos hexágonos regulares era el más pequeño.
El arquitecto más destacado: las abejas
La forma única y la estructura ingeniosa de las colmenas de abejas han despertado durante mucho tiempo un gran interés entre los científicos.
Las abejas construyen sus propias casas. Son las arquitectas más destacadas del mundo.
Estructura de panal
La estructura básica de un panal es una construcción compuesta de celdas hexagonales regulares, con todas las aberturas hacia abajo o hacia arriba en un lado, están dispuestas simétricamente espalda con espalda. Cada cámara tiene un tamaño uniforme, con la misma distancia de arriba a abajo. Las celdas están estrechamente conectadas y ordenadas, como si estuvieran cuidadosamente diseñadas.
Cuando el clima es cálido, la temperatura dentro de la colmena se reduce. Al subir, las abejas obreras batirán sus alas en la entrada de la colmena para hacer circular el aire dentro de la colmena, haciéndola más fresca. /p>
Debido a que la cera de abejas es blanca y suave, la colmena es translúcida y de color blanco lechoso. Poco a poco se vuelve amarilla y dura;
Se estima que las abejas obreras necesitan consumir 16 kilogramos de néctar para secretar 1 kilogramo de cera de abejas; para recolectar 1 kilogramo de néctar, las abejas tienen que volar 320.000 kilómetros para completarlo, lo que equivale a dar la vuelta a la tierra. ocho veces. Entonces la cera de abejas es preciosa para las abejas.
Los científicos han descubierto que las estructuras de construcción hexagonales tienen la estructura más densa, requieren los materiales más simples y tienen el mayor espacio disponible. Por tanto, puede albergar decenas de miles de abejas.
Esta estructura de panal hexagonal regular muestra un talento matemático asombroso, ¡lo que hace suspirar a muchos arquitectos!
Las abejas son las arquitectas más admirables del universo. Basándose en los instintos innatos que Dios les dio, utilizan "principios económicos" -usando la menor cantidad de material (cera de abejas) para construir el máximo espacio (colmena)- para construir las casas de las abejas.
El famoso biólogo contemporáneo (literatura) Darwin (1809-1882) dijo: "Si una persona no aprecia la exquisita colmena, debe ser un tonto".
Matemático griego antiguo Pappus (300 ~ 350 aC) realizó observaciones y estudios detallados sobre la exquisita y maravillosa estructura del panal. Escribió en su libro "Colección Matemática": "La colmena está llena de patrones poligonales regulares de lados y ángulos iguales, muy simétricos y regulares".
Con la sabiduría que Dios le dio, la abeja eligió el número de ángulos Los hexágonos más regulares. Con la misma cantidad de materia prima, la colmena tiene el mayor volumen y, por tanto, puede contener una mayor cantidad de miel.
En otras palabras, el panal no solo es exquisito y mágico, sino también muy realista, y es la estructura espacial más económica.
La colmena construida por las abejas es realmente una sorprendente pieza de arquitectura natural. Ya a principios del siglo XVIII, el astrónomo francés Maraldi midió personalmente muchos panales y descubrió que los agujeros y el fondo de cada panal eran prismas hexagonales.
Si la parte inferior de todo el panal se divide en tres secciones de rombo, los ángulos de cada ángulo agudo y cada ángulo obtuso son iguales (el ángulo agudo es de aproximadamente 72° y el ángulo obtuso es de aproximadamente l09) .
Lo que es aún más sorprendente es que para evitar que la miel se derrame, la estructura de cada colmena se expande horizontalmente desde el centro hacia ambos lados, cada colmena presenta un ángulo de elevación de 13° desde la parte inferior; de la cámara interior a la abertura.
Históricamente, la sabiduría de las abejas también hizo que el famoso astrónomo Kepler (documentación) señalara: "El ángulo de este panal lleno de simetría espacial debería ser el mismo que el ángulo del dodecaedro rómbico. Cada El La parte inferior de un panal hexagonal regular está compuesta por tres rombos congruentes. El ángulo obtuso de cada rombo es igual a 109 o28' y el ángulo agudo es igual a 70 o32'.
A principios del siglo XVIII, el científico francés René De · Leo Muir (1683-1757) (documentación) especuló: "Un panal construido en este ángulo debe ser el método de construcción que ahorra más material para el mismo volumen".
La forma hexagonal del panal es el más económico Con una estructura densa, las fuerzas en todos los lados son iguales y las fuerzas se dispersan fácilmente.
Las partes del cuerpo del bombardero furtivo B-2 estadounidense adoptan en su mayoría una estructura tipo sándwich, es decir, una capa de panal de abeja de densidad extremadamente baja está pegada entre dos placas delgadas de alta resistencia para aumentar la resistencia de el cuerpo y reducir el peso.
La tobera del motor está situada profundamente en el ala en forma de panal, de modo que las ondas del radar sólo pueden entrar pero no salir.
El grafito de los lápices está formado por átomos de carbono dispuestos en láminas alveolares hexagonales. Si estos átomos de carbono se reorganizan, pueden convertirse en diamantes.
Ya sea tan grande como un "acorazado en forma de panal" o tan pequeño como un "teléfono móvil", su inspiración proviene de la estructura del panal.
Los proverbios del sabio rey Salomón dicen: “La sabiduría clama en las calles y habla en las plazas (Proverbios 1:20) La sabiduría de Salomón no tenía precedentes. Su sabiduría la obtuvo orando a Dios, Dios. también está dispuesto a darle sabiduría.
La encarnación de Jesucristo es un Señor más sabio que Salomón. Ha sido en la historia de la humanidad durante 33 años y medio. Es la "abeja trabajadora de la sabiduría más destacada". . La fuente de la sabiduría. Porque Jesucristo es la sabiduría de Dios.
“El temor del Señor es el principio de la sabiduría; "(Proverbios 9:10)
"El hombre sabio acumula conocimiento, pero la boca del necio pronto lo destruye. "(Proverbios 10:14)
Si la vida de la abeja, la arquitecta más destacada del mundo, es una obra maestra creada por Dios; el espíritu de todas las cosas, a imagen y estilo de Dios, No deberías saber que todas las cosas en el universo son la fuente de la sabiduría: Dios, el Creador y el único Dios verdadero.