蜂房之秘

廣西融水縣三防鎮(zhèn)本洞村沙街

山中居隱素殷勤，

遷住平陽潤庶民。

巧奪天工筑舍宇，

妙將地利建巢營。

金房遍布多晶孔，

玉室密鋪似亮星。

結(jié)構(gòu)暗藏高智慧，

震驚多少數(shù)學(xué)人。

這首詩是贊揚(yáng)蜜蜂巧建巢房而作，蜜蜂建房本是用于貯蜜、儲糧和哺育后代的需要，然而，小小的蜂房卻隱藏著鮮為人知的驚人智慧和高超的建筑技術(shù)。

早在18世紀(jì)初葉，法國數(shù)學(xué)家克尼格、科學(xué)家馬拉爾奇、物理學(xué)家列奧繆拉、蘇克蘭數(shù)學(xué)家麥克勞林等，繼埃及數(shù)學(xué)家巴普士研究過的有關(guān)蜂房結(jié)構(gòu)問題，做了更深入細(xì)致的研究、觀測和計(jì)算。馬拉爾奇解剖了數(shù)以千計(jì)的蜂房，最終得出這樣一個(gè)結(jié)論：蜂房是由許多連續(xù)緊湊、排列整齊的正六棱柱形的空心房孔所組成，房孔底部由三個(gè)全等的棱形構(gòu)成，每個(gè)棱形的兩個(gè)鈍角均為109°28′，兩個(gè)銳角均為70°32′。經(jīng)反復(fù)核實(shí)后，馬拉爾奇發(fā)表了一篇論文，將這一有趣而又十分科學(xué)的數(shù)據(jù)公布于世。

這篇論文驚動了法國著名數(shù)學(xué)家、巴黎科學(xué)院院士克尼格，他經(jīng)過一系列的精密計(jì)算之后，得出了另外一個(gè)結(jié)果：要使蜂房既省料又寬敞，鈍角應(yīng)為109°26′，銳角為70°34′。與馬拉爾奇的計(jì)算結(jié)果相差各2′?？四岣窠?jīng)過反復(fù)核實(shí)之后，也公布了這一結(jié)論。

兩年之后，一場悲劇發(fā)生了。一艘輪船在大海中航行，觸礁遇難，僅水手獲救，其余全部沉沒。原因是船長用與克尼格相同的對數(shù)表，計(jì)算航道經(jīng)緯度行船，結(jié)果使船遇難。消息傳到了克尼格那里，使他大為震驚，于是重新核對原稿，發(fā)現(xiàn)在引用反三角函數(shù)時(shí)，對數(shù)表的數(shù)值確實(shí)有差錯(cuò)。經(jīng)過重新計(jì)算及修改后，得到的正確答案是：鈍角109°28′，銳角70°32′，與蜂房的角度完全一致，更進(jìn)一步證明了蜂房結(jié)構(gòu)確實(shí)最科學(xué)，克尼格自嘆不如。

物理學(xué)家列奧繆拉和其他科學(xué)家們在蜂房結(jié)構(gòu)的研究中得到啟迪，并以明確的數(shù)學(xué)邏輯證明：在連續(xù)緊湊排列的空心柱體中，正六邊形的周長最短，也就是正六棱柱形房孔的房壁面積最小。而且，每個(gè)房孔的六個(gè)房壁又各為周圍相鄰的六個(gè)房孔的一個(gè)房壁。房底的三個(gè)棱形又各為另一面三個(gè)房孔的底面。房壁很薄，除房口稍厚外，其余厚度均不足1/16 mm。這種一房多孔，一孔多壁，一壁多用的優(yōu)化建筑，是目前世界上任何一種動物都做不到的。用科學(xué)的態(tài)度去分析和計(jì)算，蜜蜂每分泌1kg蜂蠟，建成房孔大約153800多個(gè)，可以貯藏蜂蜜40kg，容量是建材的40倍以上。由此可見，蜂房的巧妙結(jié)構(gòu)使其用材最省房孔最寬敞，充分利用空間，是容量最大最堅(jiān)固的科學(xué)建筑典范。

蜜蜂建房，竟有如此絕妙的聰明才智，自然是出自蜜蜂本身固有的本能。這些本能曾使幾百年來的科學(xué)家和建筑師們驚嘆。馬克思和達(dá)爾文都曾贊嘆過這種本能。

我國數(shù)學(xué)家華羅庚、陳景潤，昆蟲學(xué)家劉崇樂等都研究過蜂房的結(jié)構(gòu)，華羅庚利用理論數(shù)據(jù)結(jié)合蜜蜂身長、體圍、泌蠟等多種因素，反復(fù)研究、測試、論證，證明蜂房結(jié)構(gòu)與蜂體、泌蠟需要現(xiàn)實(shí)環(huán)境、特定條件等各種關(guān)系的統(tǒng)一性。并發(fā)表了一篇題為《談?wù)勁c蜂房結(jié)構(gòu)有關(guān)的數(shù)學(xué)問題》的文章，其內(nèi)容闡述了蜂房結(jié)構(gòu)中的不少精奧和高深數(shù)據(jù)，更進(jìn)一步證明了蜂房結(jié)構(gòu)的科學(xué)性。華羅庚認(rèn)為：蜂房結(jié)構(gòu)不僅如此，還有很多的奧秘尚未揭曉，有待人們?nèi)ソ饷埽驗(yàn)槊鄯涞捏@人智慧，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象。華羅庚還填了一闋詞，叮囑后人繼續(xù)研究蜂房之秘，詞曰：“往事幾百年，祖述前賢，瑕疵訛謬盈篇，蜂房秘奧未全揭，待咱向前”。