神奇！蜂巢为什么是正六边形？居然暗含如此有趣的数学原理

自然界中存在着各种非常有规律的现象，比如点对称、相对对称、面对称等等，这些现象常常让我们疑惑，为什么会出现这样的巧合呢？其规律的表层之下暗含着怎样的科学真理？当我们明白其中的道理，就会发现自然界是如此的神奇！

自然界没有人为干预，但很多现象似乎都与数学息息相关。动物不会做数学，为什么大自然是数学家呢？然后我们简单列举一些自然界中常见的规律现象。

例如龟壳表面有规则的多边形花纹

苍蝇的眼睛是由多个多边形的小颗粒组成

正多边形的雪花

等从蜂巢开始分析为什么蜂窝有这样的几何结构。

今天，让我们一起来解密为什么蜜蜂建造的蜂巢结构如此整齐，为什么它们始终如一地构建出这种正则六面体结构？当您知道原因时，您会感到惊讶！

要解释这个现象，首先我们来思考这样一个数学问题：

有四个城市正好分布在一个正方形的四个角上，每边相距100KM。城市分布如下

由于城市的发展，需要在A、B、C、D四个城市之间修建道路，道路需要连接四个城市，并且，为了省钱，就要设计总施工距离最短的方案。

那么，你的第一反应是不是按照上图的形状来修路呢？如果按照正方形建造，即需要修4×100=400KM。因此，上述方案需建设400KM公路。

那么有没有更好的解决办法呢？于是有人提出了如下方案：

方案2

那么上图中方案2的长度：100+100+100√2≈341.1KM，比400KM好像少了50多公里方案一的，但是和下面的方案三相比，还是有差距的。

项目3

上图中方案三的长度：100×3=300KM，比方案二短了40多公里，优势非常明显，但还是输给了方案四

计划4

上图计划4的长度：2×100√2=200√2≈282.8KM，比三个计划公里少了20多公里。该解决方案似乎是最佳解决方案。然而，这种情况并非如此。有人给出了一个亮眼的方案：

上图中需要建设的路段距离：AE+EC+BF+FD+EF≈57.735×4+42.265=273.205KM方案少了近10KM比方案四，所以该方案是最经济实用的。

看到这里，或许你已经明白其中的道理了。蜜蜂筑巢也是如此。在同等条件下，蜜蜂肯定会优先考虑需要建材最少的方案。这是最典型、最具代表性的蜂窝结构。因此，我们也不得不感叹大自然的生灵真是太聪明了。

早在公元前3世纪，古希腊数学家就知道蜂巢的正六棱柱是最经济的形状，在同等条件下，这种体积最大。

后来，人们受到蜂巢结构的启发，建立了蜂巢形状的无线电覆盖区。这种覆盖区域的有效面积最大，而为覆盖同一区域而建设的信号塔数量最少，有效降低了建设投资。我们需要向大自然学习。大自然蕴含的科学哲理，需要我们用心去探索。自然界，物种进化，适者生存，存在的往往是最好的，存在就是合理的。而且，我们人类也需要对自然有敬畏之心。人的力量是渺小的，与自然和谐相处是人类的使命。