蜜蜂为什么喜欢正六边形

张清庭

你见过蜂窝吗？你知道为什么它的每一个孔都是正六边形的吗？这个问题，早在十几个世纪前就被提起，但人们一直没有知晓答案。

蜜蜂是优秀的数学家

古希腊数学家佩波斯认为，蜂窝的优美形状，是自然界最有效劳动的代表。他猜想，蜂窝孔之所以是正六边形，是因为这可以使蜜蜂筑巢用到的蜂蜡最少。

他的这一猜想称为“蜂窝猜想”，是数学中最古老的问题之一，它被提出来后的1000多年里，无人能够将它证明。直到1999年，美国密歇根大学的数学家黑尔教授才真正做出解答。他得出的结论是：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。

那么，蜜蜂是怎么知道人类数学家千年来都找不到的秘密的呢？

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。虽然这点能力与人类相比，根本不值一提;但是和那些神经元比它们多数千倍的其他动物比起来，它们的确是非常了不起。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。

蜂蜡比蜂蜜更难生产，所以用最少的蜡

我们人类一直在使用蜡，尤其是在丹麦，人均燃烧蜡烛量超过欧洲其他任何国家。每个丹麦人每年燃烧约6千克的蜡烛，这是相当多的。

蜜蜂一点也不像丹麦人，因为它们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（正如我们前面所说），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（來构建蜂窝孔）。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。

蜜蜂选择小孔是因为大孔容易破裂。现在，我们知道蜜蜂可以优化蜡的消耗，并且它们具有这样做的智慧和能力。那么，为什么它们要将蜂窝孔建得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。难道它们失算了？

其实，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，然后向下进行扩充。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，为了确保其蜂窝孔结构足够坚固，并考虑到一次性就能够把孔封住，蜜蜂最终选择了小孔，以使它们的辛勤劳动成果不至于白费。

（王世全摘自《大科技·科学之谜》2021年第05A期）