“水立方泡泡”背后的科学

英国著名科学家开尔文19世纪后期提出一个问题：如果把空间划分成相同体积的小单元，那么怎样分所得到的小单元接触界面最小呢？这就是著名的“开尔文问题”。

开尔文自己给出了一个经典解答，即将大量相同的十四面体垒在一起，每个十四面体就是一个小“泡泡”，其十四个面中有6个正方形和8个正六边形，这与蜂窝的结构类似。在随后100多年里，没有人能进一步缩小开尔文结构的接触界面。直到20世纪90年代，研究人员通过计算机模拟分析发现，利用正十二面体和另一种十四面体进行组合，其小单元接触界面会比开尔文结构的接触界面缩小0.3%。“水立方”外表面的“泡泡”布局就采用了上述原理。

英国巴斯大学博士加布莱利最近发表论文说，他发现了“开尔文问题”的一种新解答。他提出的结构由4种不同的“泡泡”组成，其小单元接触界面也小于开尔文结构的接触界面，虽然还无法超越“水立方泡泡”结构的接触界面，但这是一种新思路，很可能会在将来突破相关纪录。巴斯大学发布的新闻公报说，加布莱利的发现不仅是数学领域的一项进展，还将有助于研发人造骨骼等材料的最优结构。 
《科学时报》 2009年9月7日  黄堃

« 上一篇： 各地中秋风俗知多少

寻根问祖 八大朝宗圣地 ：下一篇 »