如何向孩子解釋 為什麼蜂窩都是完美六邊形呢

時間 2021-12-20 10:34:15

1樓:第七空間

雖然這是物理學和數學知識範疇,但孩子可能無法理解深奧的理論,可以試試看從達爾文的生物演化論來解釋吧 。

首先用人類的進化史說明生物都是會出於自身的生存需求,不斷改變和優化自我,去適應環境。比如人類從四肢著地到直立行走到毛髮退化再到創造工具,一直到現在這麼美麗、聰明、勤勞、可愛,先跟孩子說明乙個道理:這就是每個人每個動物為了生存都會不斷改變自己,一直變到最優最好的乙個樣子(人類的進化是大多數孩子都能理解的普適生物進化概念,應該不會解釋得太累)。

然後引申到動物界也是一樣的進化過程,這個進化過程就是動物們為了生存而適應環境,不斷優化自己生存能力的過程,也就造就了很多讓我們人類看起來很驚喜、很完美的現象,但那些都是動物們為自己創造的最佳生存狀態,至於為什麼會是那麼完美,因為動物們一代又一代已經優化了很長很長時間啦,就跟人家一樣,咱們是經過了幾萬年才變得現在這麼完美的,所以我們現在看到很多動物們創造出來的東西就是它們最完美的樣子了。

隨後,順帶的也可以跟孩子科普一下為什麼蜂巢是六邊形,而不是其它形狀。孩子理解了上面兩點後,對於蜂巢是完美六邊形的疑惑應該基本已經明白大半了,只剩下簡單的知識普及了。這裡可以從知識點和小實驗兩個方面讓孩子去理解。

知識點就是:有且只有正六邊形才能乙個乙個緊密地排列在一起鋪滿乙個平面,中間不留縫隙,這樣才是最大效率地利用了空間,其它多邊形則不能無縫隙地拼接在一起。但是孩子會問為什麼不是正方形,那是因為正方形其實也是菱形,而菱形是不穩定的圖形,受力後只能在上下和左右兩個方向承受力量,容易滑移變形,就算很多排列在一起也改變不了不結實的情況,但正六邊形由於有四個斜邊,在受到外力的時候就能在上下、左右、以及左右45度角方向分別承受力量,這無形中就形成了三角形的受力面積,小學生學過基本圖形了就會明白三角形是穩定的圖形,所以正六邊形不僅可以無縫拼接填滿平面,同時也是堅固穩定的形狀。

蜜蜂正是在不斷的進化中慢慢探索出了這個道理,這樣蓋出的房子才能最大限度地儲存它們美味的蜂蜜。

最後,建議跟孩子一起做個小實驗,讓孩子可以感性地了解到以上的知識。可以用硬板卡紙做成四邊形、五邊形、六邊形,跟孩子一起測試一下,或者也可以用橡皮泥做成圓形後,把多個橡皮泥靠在一起,前後左右慢慢擠壓受力併攏,擠掉中間空隙,直到完全無縫拼接,看看是不是最終所有的圓形橡皮泥都會朝著六邊形去變化 。只有理論、案例、動手相結合的學習,孩子才會更喜歡、學得更透徹哦。

2樓:湫兮如風

多少人答題不審題。

孩子問的是,為什麼蜂窩是六邊形。

你就要判斷,他想問的是蜂窩是六邊形有什麼好處,還是蜜蜂怎麼把蜂窩做成六邊形的。

小孩子沒有明確目標,就是新鮮,答第乙個就行。大一點的孩子大概問的是第二個。

題目沒法判斷的,要把兩個都答上!(斜眼笑)

3樓:鈴簫

因為六邊形集群是根據核心三角結構演變來的,是完美的平面拓撲單元。在複製過程中可以保證高度結構一致性和穩定性。

未來材料石墨烯也是如此。

秘密在核心三角結構,三方共軛犄角之勢:

現在問題變成了:如何向孩子解釋「拓撲」呢?

4樓:

看完題主的問題,我不僅不能給出答案,反而產生了四個問題:

1)蜜蜂為什麼選擇「完美的正六邊形」建造房子?

2)蜜蜂如何知道這是最佳選擇的?

3)蜜蜂(或者說工蜂)如何確保建造的是「完美的正六邊形」?

4)蜜蜂如何將這一結論和建造工藝傳遞下去的?

大多數答主們以人類目前所掌握的知識回答了第乙個問題。

但是蜜蜂知道嗎?所謂「蜜蜂是數學天才」的說法缺乏足夠的證據。很多人是根據蜂巢的正六邊形建築反推的,這有點牽強。

就好像台積電可以製造5nm的處理器,我們就說台積電是業界的晶元設計大師。我覺得蜜蜂像早期人類一樣,從反覆的實踐中選擇的這一結構,還比較有可能。再拓展一下,其他生物為什麼不廣泛採用這一結構?

也許牽扯的因素過多,這一題實在不好回答。

那麼接下來,蜜蜂是如何確保建造的是「完美的正六邊形」呢?我覺得這裡應該參考一下知乎的慣例:先問是不是,再問為什麼。

也許蜜蜂建造的並不是「完美的正六邊形」,只是「近似正六邊形」,其誤差範圍遠大於我們人類建造普通樓宇的誤差。這一點應該能從大量的蜂巢中找到答案,但是我沒找到。還有一種可能,蜂巢的主要材料——蜂蠟也許可以幫助蜜蜂修復建築誤差。

比如說,蜂蠟在常溫下的結晶方式。也許有機化學的高人們可以解釋一下。

最後乙個問題,蜜蜂如何將這一結論和建造工藝傳遞下去的?基因傳遞?有可能,但缺乏證據。

教學?可能性較大,但是具體的方式是什麼?蜜蜂似乎沒有誕生文字,或者「蜜蜂文」是我們不能理解的方式。

好吧,我的意思是說,作為大人的我們似乎也沒有完全弄清楚。

5樓:小五

因為六邊形的蜂房可以用最少的建築材料獲得最大的使用空間蜂窩是一座十分精密的建築工程。蜜蜂建巢時,青壯年工蜂負責分泌片狀新鮮蜂蠟,每片只有針頭大小。而另一些工蜂則負責將這些蜂蠟仔細擺放到一定的位置,以形成豎直六面柱體。

每一面蜂蠟隔牆厚度不到0.1公釐,誤差只有0.002公釐。6面隔牆寬度完全相同,牆之間的角度正好120度,形成乙個完美的幾何圖形。人們一直疑問,蜜蜂為什麼不讓其巢室呈三角形、正方形或其他形狀呢?

隔牆為什麼呈平面,而不是呈曲面呢?

雖然蜂窩是乙個三維體建築,但每乙個蜂巢都是六面柱體,而蜂蠟牆的總面積僅與蜂巢的截面有關。由此引出乙個數學問題,即尋找面積最大、周長最小的平面圖形。2023年,匈牙利數學家陶斯巧妙地證明,在所有首尾相連的正多邊形中,正六邊形的周長是最小的。

但如果多邊形的邊是曲線時,會發生什麼情況呢?陶斯認為,正六邊形與其他任何形狀的圖形相比,它的周長最小,但他不能證明這一點。

而黑爾在考慮了周邊是曲線時,無論是曲線向外突,還是向內凹,都證明了由許多正六邊形組成的圖形周長最小。他已將19頁的證明過程放在網際網路上,許多專家都已看到了這一證明,認為黑爾的證明是正確的。

6樓:

簡入深出吧

我小時候不愛吃香菜,我跟我爸說香菜有一股怪味兒不喜歡。

我爸和我說,男人要多吃香菜,吃了香菜男人會散發出一股子吸引女孩子的味道,你媽媽就是被我這麼吸引的。

從那開始我就嗷嗷吃香菜了。

這蜜蜂最好也這樣解答,沒準以後就會出現乙個專研蜜蜂的專家。

7樓:力丫

這個問題其實媽媽也不知道哦,我們這樣好不好呀?寶寶,我們上網一起查,一起看一下手機上它是怎麼說的好不好?如果實在查不到呢,我們去學校上課的時候問老師好不好。

老師很厲害的,所以我們要好好學習,我們只有好好學習了,才會知道更多東西,就不會再來問媽媽了,好不好?

8樓:散戶小韭菜

六邊形的蜂巢是「最省勞動力、也最省材料的選擇」。六邊形蜂巢所需要的能量和時間是最少的,那麼在自然選擇的作用下,這種建造方式就成了蜜蜂的本能。不過,就算蜜蜂真的會測量巢房的角度,會測量牆壁的厚度,它們也未必需要依賴這種本能。

因為,創造六邊形是大自然一貫的做法。

蜂巢簡直是個工程學奇蹟:它由一排排稜鏡似的「小隔間」組成,每乙個「小隔間」的橫截面都是完美的六邊形;由蜂蠟製成的牆壁,每一面的厚度都相當精確;所有的房間沿水平方向微微傾斜,不僅避免蜂蜜從蜂巢裡流出來,還讓整個蜂巢的方向與地球磁場方向一致。

蜜蜂在動工之前並沒有做過統籌規劃,也不可能拿到設計圖紙,它們卻能分工合作,鬼使神差地完成了如此精妙絕倫的蜂巢。

9樓:搜魚網際網路

三個步驟吧:

首先解釋主觀客觀問題,細看蜂窩並不是很標準的六邊形,更多是人主觀覺得像六邊形整列。

其次,六邊形是除方形以外最小空間最大使用面積的形狀,而且和三角形穩定類似能增加蜂窩的強度(方形摺紙的受力能力是比六邊形差的,可以用紙做實驗給孩子看),也不像方形一樣沒有錯落感容易看暈(視疲勞)

最後總結就是標準概念是人類有大多數動物沒有的,存在即合理,動物沒想那麼多,只是覺得又用好用,就保留下來了,其他形狀的蜂巢不好用被放棄了,留下來的好用的,就是這個樣子。

10樓:不一樣的世界

可以這麼解釋:孩子,從力學的角度來看,正六邊形是最穩定,而且多個六邊形排在一起就不會有縫隙產生,蜂窩的底是菱形組成的尖底,每個菱形的鈍角都是109度28分,銳角都是70度32分,這一特定的菱形結構,最有效的利用了材料和空間。

11樓:詩詩

樣告訴孩子,在自然界動物要用最少的素材搭建最有利於自己生存的環境,而六邊形對於蜜蜂來說是穩定結構中最合理使用最小的乙個,所以蜂窩彩會採用穩定完整的六邊形結構。

而且,如果有機會的話,你可以帶你的孩子去真正觀察一下野外的蜂窩。他會發現在郊野野外的蜂窩並不完全都是完美的六邊形形狀,還是有不少蜂窩的形狀並不是完美的六邊形,形狀還是有一定差距的,這是由於,在野外的蜜蜂也很難維持乙個相對完整的六邊形形狀,所以當內部結構能夠保證完整六邊形形狀的時候,外部可能由於一些外力碰撞,使得外部蜂窩難以保持完美的六邊形形狀。所以還是要通過現實的例子去解釋。

就像你去看蝸牛的蝸牛殼,完美符合螺旋一樣。之所以動物的一些造型和形狀完美符合一些科學定律,最關鍵的原因就是因為這些形狀是最經濟最節省材料,並且能達得到最好效果的。動物在多年的進化之後,自然會將自己的生存環境不斷接近最完美最有效的生存結構,也就是完美的數學模型結構,所以這就是數學在生物學領域中的獨特應用。

當然,這種解釋可能對於孩子來說有些太高深了,你只需要告訴他,動物也是有智慧型的,他們會本能發現最優解,所以小朋友要向動物學習尋找答案的最優解就行了。

12樓:茶茶說道

家有熱愛科普童書6歲寶寶,陪孩子親子閱讀6年,我也掌握了不少科普冷門小知識。

插圖來自《蜜蜂小姐了不起》

蜂巢為何都是正六邊形?這個問題我最近剛好在一本童書上看到過,就來順手科普啦。

《DK了不起的數學思維》這本書上關於如何塑造形狀中就有關於蜂巢為何是六邊形的科學解答。

蜜蜂用蜂蠟製成正六邊形蜂巢,給發育中的幼蜂居住並儲存食物。正六邊形是一種理想的形狀,因為它們可以完美地契合在一起,最大程度地節省空間,並且使用的蜂蠟也比較節約。

正六邊形的蜂巢非常堅固,因此蜂巢內或蜂巢外的任何衝擊力(例如蜜蜂運動的力和風力)都會被均勻承擔。

插圖來自《蜜蜂小姐了不起》

最後再來說一下,正六邊形的蜂巢跟地面不是平行關係,而是整體略微傾斜朝上的。這就好比乙個裝了水的杯子,開口略微朝上,裡面的液體不容易傾倒出來是乙個道理。

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