作者:黄堃 来源:新华网 发布时间:2009-9-6 18:52:57
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《哲学杂志快报》:“开尔文问题”有新解
“水立方”外表面的“泡泡”布局就采用了开尔文问题的原理


 
中国国家游泳中心“水立方”外表面上的那些“泡泡”已经为人熟知,但或许有些人不知道这些“泡泡”背后还藏着一个在科学界非常著名的“开尔文问题”。而英国研究人员最近宣布,这个经典问题又有了一个新解答。
 
自然界中随处可见的泡泡早就引起科学界的关注。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。
 
英国巴斯大学博士鲁杰罗·加布莱利最近在《哲学杂志快报》(Philosophical Magazine Letters)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。
 
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