其實,蜜蜂不僅勤勞,也極有智慧。它們在建造蜂房時顯示出驚人的數學才華,連人間的許多建築師也感到慚愧呢!

著名生物學家達爾文甚至說:“如果一個人看到蜂房而不倍加讚揚,那他一定是個糊塗蟲。”

蜂房是蜜蜂盛裝蜂蜜的庫房。它由許許多多個正六棱柱狀的蜂巢組成,蜂巢一個挨著一個,緊密地排列著,中間沒有一點空隙。早在2200多年前,一位叫巴普士的古希臘數學家,就對蜂房精巧奇妙的結構作了細致的觀察與研究。

巴普士在他的著作《數學彙編》中寫道:蜂房裏到處是等邊等角的正多邊形圖案,非常勻稱規則。在數學上,如果用正多邊形去鋪滿整個平麵,這樣的正多邊形隻可能有3種,即正三角形、正方形、正六邊形。蜜蜂憑著它本能的智慧,選擇了角數最多的正六邊形。這樣,它們就可以用同樣多的原材料,使蜂房具有最大的容積,從而貯藏更多的蜂蜜。

也就是說,蜂房不僅精巧奇妙,而且十分符合需要,是一種最經濟的結構。

曆史上,蜜蜂的智慧引起了眾多科學家的注意。著名天文學家開普勒曾經指出:這種充滿空間的對稱蜂房的角,應該和菱形12麵體的角一樣。法國天文學家馬拉爾弟則親自動手測量了許多蜂房,他發現:每個正六邊形蜂巢的底,都是由3個全等的菱形拚成的,而且,每個菱形的鈍角都等於109°28′,銳角應該是70°32′。

18世紀初,法國自然哲學家列奧繆拉猜測:用這樣的角度建造起來的蜂房,一定是相同容積中最省材料的。為了證實這個猜測,他請教了巴黎科學院院士、瑞士數學家克尼格。

這樣的問題在數學上叫極值問題。克尼格用高等數學的方法做了大量計算,最後得出結論說,建造相同容積中最省材料的蜂房,每個菱形的鈍角應該是109°26′,銳角都等於70°34′。

這個結論與蜂房的實際數值僅2′之差。

圓周有360°,而每1°又有60′。2′的誤差是很小的。人們寬宏大量地想:小蜜蜂能夠做到這一步已經很不錯了,至於2′的小小誤差嘛,完全可以諒解。

可是事情並沒有完結。1743年,著名數學家馬克勞林重新研究了蜂房的形狀,得出一個令人震驚的結論:要建造最經濟的蜂房,每個菱形的鈍角應該是109°28′16″,銳角應該是70°31′44″。

這個結論與蜂房的實際數值吻合。原來,不是蜜蜂錯了,而是數學家克尼格算錯了!

數學家怎麼會算錯了呢?後來發現,當年克尼格計算用的對數表印錯了。

小小的蜜蜂可真不簡單,數學家到18世紀中葉才能計算出來、予以證實的問題,它在人類有史之前已經應用到蜂房上去了。

神奇的幻方

相傳在大禹治水的年代裏,陝西的洛水常常大肆泛濫。洪水衝毀房舍,吞沒田園,給兩岸人民帶來巨大的災難。於是,每當洪水泛濫的季節來臨之前,人們都抬著豬羊去河邊祭河神。每一次,等人們擺好祭品,河中就會爬出一隻大烏龜來,慢吞吞地繞著祭品轉一圈。大烏龜走後,河水又照樣泛濫起來。

後來,人們開始留心觀察這隻大烏龜。發現烏龜殼有9大塊,橫著數是3行,豎著數是3列,每一塊烏龜殼上都有幾個小點點,正好湊成從1到9的數字。可是,誰也弄不懂這些小點點究竟是什麼意思。

有一年,這隻大烏龜又爬上岸來,忽然,一個看熱鬧的小孩驚奇地叫了起來:“多有趣啊,這些小點點不論是橫著加,豎著加,還是斜著加,算出的結果都是15!”人們想,河神大概是每樣祭品都要15份吧,趕緊抬來15頭豬和15頭牛獻給河神……果然,河水從此再也不泛濫了。

這個神奇的故事在我國流傳極廣,甚至寫進許多古代數學家的著作裏。烏龜殼上的這些點點,後來被稱作是“洛書”。一些人把它吹得神乎其神,說它揭示了數學的奧秘,甚至胡說因為有了“洛書”,才開始出現了數學。

撇開這些迷信色彩不談,“洛書”確實有它迷人的地方。普普通通的9個自然數,經過一番巧妙的排列,就把它們每3個數相加和是15的8個算式,全都包含在一個圖案之中,真是令人不可思議。

在數學上,像這樣一些具有奇妙性質的圖案叫做“幻方”。“洛書”有3行3列,所以叫3階幻方。它也是世界上最古老的一個幻方。

構造3階幻方有一個很簡單的方法。首先,把前9個自然數按規定的樣子擺好。接下來,隻要把方框外邊的4個數分別寫進它對麵的空格裏就行了。根據同樣的方法,還可以造出一個5階幻方來,但卻造不出一個4階幻方。實際上,構造幻方並沒有一個統一的方法,主要依靠人的靈巧智慧,正因為此,幻方贏得了無數人的喜愛。