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研究发现可描述任意鸟蛋形状的通用方程

数学
wanwan (42055)发表于 2021年08月31日 13时10分 星期二

来自
肯特大学、Research Institute for Environment Treatment 和 Vita-Market 公司的研究人员发现了一个通用数学公式,能描述自然界中存在的任意鸟蛋形状,突破了这个历史性难题。从分析的角度来看,卵体或者说蛋体的形状一直困扰着数学家、工程师和生物学家。这种形状因其演化而备受推崇,既大到足以容纳并孵化新的胚胎、又小到能够顺利完成分娩。更重要的是,蛋在放置稳定之后就不会持续滚动、结构合理、能承受较大的重量,这一切让这种自恐龙时代起承载过 10500 种物种的生物结构获得了“完美形状”的美誉。

在对所有卵体形状进行分析之后,我们可以发现四种几何图形:球体、椭圆体、卵形体与梨形体(圆锥形),但其中梨形的数学公式一直没有推导得出。为了解决这个问题,研究人员在卵形公式中添加了额外的函数,并开发出新的数学模型以适应一类全新几何形状——即由球体到椭圆体的最终演化阶段。这个新的卵形通用数学公式基于四项参数:卵长、卵宽、垂直轴偏移以及卵长四分之一处的直径。这个通用公式之所以如此重要,不仅在于它能准确计算出卵体本身的形状,更为我们揭示出卵生生物的演化方式与原因,为更广泛的后续生物与技术应用打开了大门。