Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

ทำไมรังผึ้งถึงเป็นรูปหกเหลี่ยม

Posted By Plook Creator | 07 ก.ย. 60
30,124 Views

  Favorite

คุณคิดว่าสัญลักษณ์เรขาคณิตใดเป็นที่นิยมมากที่สุดในโลก บ้างอาจจะคิดว่าวงกลม บ้างอาจจะคิดว่าสี่เหลี่ยม แต่คุณจะต้องทึ่งหากคุณรู้ว่ารูปทรงที่ธรรมชาติเลือกสรรว่า มันเป็นสิ่งที่สวยงามและยอดนิยมที่สุดไม่ใช่ทั้งวงกลมและสี่เหลี่ยม เพราะในธรรมชาติไม่มีรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส ไม่มีรูปสี่เหลี่ยมที่มีมุมถูกต้อง 90 องศา หรือแม้แต่รูปสี่เหลี่ยมซึ่งด้านต่าง ๆ เป็นเส้นตรงและมุมภายในรวมกันได้ 360 องศา และแม้ว่าโลกเราจะเป็นทรงกลม แต่ความจริงคือมันออกจะแป้นหน่อย ๆ เหมือนผลส้ม และก็อีกนั่นแหละที่ส้มก็ไม่ได้กลมไปหมด ไข่ของสัตว์ต่าง ๆ ก็ไม่ได้กลมสมบูรณ์ มีรีบ้าง รูปไข่บ้าง และรูปไข่ของไข่แต่ละฟองก็ไม่ได้สมมาตรถูกต้อง

 

ความเป็นจริงก็คือ รูปทรงเรขาคณิตยอดนิยมที่ธรรมชาติได้เลือกสรรแล้วเป็นรูปหกเหลี่ยม มันเป็นรูปทรงของช่องต่าง ๆ ในรังผึ้ง มันคือรูปทรงของเกล็ดหิมะ มันคือแต่ละเหลี่ยมของกระดองเต่า มันคือมุมและโครงสร้างที่เกี่ยวพันของสายดีเอ็นเอ มันคือโครงสร้างของดอกไม้และกลีบดอกไม้ส่วนใหญ่ของโลก รวมถึงตาของแมลง

 

ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น?

 

อันดับแรก ๆ ที่มนุษย์เราได้รู้จักรูปหกเหลี่ยมและสงสัยถึงการสร้าง เริ่มมาจากรังผึ้ง ทำไมผึ้งถึงเรียนรู้ที่จะสร้างรังของมันเป็นโครงสร้างหกเหลี่ยม รังผึ้ง (Honeycomb) ซึ่งพวกมันใช้เก็บน้ำหวานและเกสรดอกไม้ได้รับการออกแบบและสร้างอย่างละเอียดไม่มีที่ติ โครงสร้างของมันถูกต้องทั้งมุม ขนาด และความเท่ากันของความหนาในแต่ละด้าน ทุกอย่างจัดเรียงตัวพอดีจนมีทั้งความยืดหยุ่นและแข็งแกร่ง

ภาพ : Shutterstock

 

อันที่จริงไม่เพียงแต่ผึ้งน้ำหวานซึ่งสร้างโครงสร้างหกเหลี่ยมนี้ แมลงสายพันธุ์ใกล้เคียงกันอย่างต่อหรือแตนเอง ก็ใช้ดินมาสร้างรังโดยมีโครงสร้างพื้นฐานเป็นหกเหลี่ยมเช่นกัน นอกจากนี้รังผึ้งยังจัดเรียงตัวขนานไปกับสนามแม่เหล็กของโลก มันทำทั้งหมดนี้โดยไม่มีอุปกรณ์ เครื่องมือ หรือพิมพ์เขียวในการสร้างรัง นักปรัชญากรีกโบราณเชื่อว่า มันเป็นรูปทรงที่พระเจ้าจัดส่งมาจากสวรรค์ ถึงแม้ว่าตอนนี้เราจะขบคิดเรื่องรังผึ้งซึ่งเป็นหนึ่งในสิ่งที่ธรรมชาติสร้างขึ้น โดยมีความสมบูรณ์ทั้งรูปร่างและการใช้สอย แต่ก็ยังอดแปลกใจไม่ได้ว่าทำไมต้องเป็นรูปหกเหลี่ยม

 

นักวิทยาศาสตร์พยายามหาคำตอบและก็ได้คำตอบเบื้องต้นอยู่บ้างว่า ถ้าหากคุณต้องการใช้รูปเรขาคณิตสมมาตรใด ๆ ซึ่งมีด้านและมุมเท่ากันเพียงรูปเดียว เพื่อปูให้เต็มพื้นที่ มันสามารถทำได้แค่เพียง 3 รูปเท่านั้น นั่นคือ ใช้รูปสี่เหลี่ยมจตุรัส (Squares) ทั้งหมด ใช้รูปสามเหลี่ยมด้านเท่า (Equilateral Triangles) ทั้งหมด และใช้รูปหกเหลี่ยม (Hexagonal) ทั้งหมด และหากพิจารณาข้อจำกัดเพิ่มขึ้นว่า รูปทรงสมมาตรนั้นจะต้องมีความยาวด้านโดยรวมน้อยที่สุดในการปูให้เต็มพื้นที่ สิ่งที่เราได้คือ รูปหกเหลี่ยม

 

หากผึ้งต้องการสร้างรังบนพื้นที่ปริมาณเท่ากัน การสร้างรังด้วยรูปหกเหลี่ยมจะสิ้นเปลืองขี้ผึ้งน้อยที่สุด และนั่นแปลว่า มันจะใช้พลังงานน้อยกว่ารูปทรงอื่น ๆ มันจึงเป็นสาเหตุที่ธรรมชาติรักรูปทรงหกเหลี่ยม

 

นอกจากเรื่องพื้นที่แล้ว แรงตึงผิวและแรงระหว่างพันธะของโมเลกุลก็ยังเป็นผลให้โครงสร้างอื่น ๆ ที่เราพบในธรรมชาติเป็นรูปทรงหกเหลี่ยม อีกหนึ่งตัวอย่างที่ใกล้ตัวและเห็นได้ชัดคือ เกล็ดหิมะซึ่งล้วนแต่เป็นหกเหลี่ยม ไม่มีสาม ไม่มีสี่ ไม่มีห้า นั่นเป็นเพราะโครงสร้างพื้นฐานของโมเลกุลน้ำ คือ ออกซิเจนและไฮโดรเจน การทำมุมระหว่างพันธะของออกซิเจนและไฮโดรเจนทั้งสองข้างกางเป็นมุม 104 องศา และเมื่อนำโมเลกุลน้ำหลาย ๆ โมเลกุลมาต่อกัน โดยห้ามด้านที่มีประจุเหมือนกันหันเข้าหากัน เราจะบิดไปบิดมาได้ไม่กี่มุม และสุดท้ายเราจะได้โครงสร้างที่แข็งแรงที่สุดในการจับตัวกันของโมเลกุลน้ำ ซึ่งเราจะได้โครงสร้างรูปหกเหลี่ยมอยู่ดี และนั่นเป็นอีกข้อสนับสนุนที่ว่าทุกอย่างที่เกิดขึ้นบนโลกของเรานี้ล้วนแต่จงใจ เป็นความตั้งใจสร้างขึ้นของธรรมชาติและมีเหตุผลที่มาที่ไปทั้งสิ้น

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plook Creator
  • 15 Followers
  • Follow