研究人员开发出可以描述自然界任何鸟蛋的通用数学公式
据外媒报道,来自肯特大学、环境治理研究所(Research Institute for Environment Treatment)和Vita-Market Ltd的研究人员发现了一种通用的数学公式,它可以描述自然界中存在的任何鸟蛋,这一壮举此前一直未获成功。
从分析的角度来看,鸡蛋形状一直吸引着数学家、工程师和生物学家的注意。这种形状在进化过程中被高度重视,因为它大到足以孵化一个胚胎、小到可以以最有效的方式离开身体,而不是在下蛋后滚走,这在结构上足够牢固、能够承受重量并成为自恐龙以来幸存下来的10500个物种的生命开端。所以鸡蛋被称为“完美形状”。
所有鸡蛋形状的分析使用四种几何图形:球形、椭球形、卵形和梨形(圆锥形),梨形的数学公式尚未导出。
为了纠正这一点,研究人员在卵形公式中引入了一个额外的函数并开发了一个数学模型来拟合一个完全新颖的几何形状,其特征是球-椭球体演化的最后阶段,它适用于任何卵形。
这个全新的鸡蛋形状的通用数学公式是基于四个参数:蛋长、最大宽度、垂直轴的移动和四分之一的蛋长直径。
这个长期寻求的通用公式不仅是了解鸡蛋形状本身的重要一步,还是了解它是如何和为什么进化的,这样能够让广泛的生物和技术应用成为可能。
所有基本鸡蛋形状的数学描述已经在食品研究、机械工程、农业、生物科学、建筑和航空学中得到应用。作为实例,该公式可应用于蛋形薄壁容器的工程构造,蛋形容器的强度应高于典型的球形容器。
作为一个重要的突破,这个新公式有多种应用,包括 对生物物体的科学描述、对生物物体物理特性的准确而简单的测定以及未来与生物学相关的工程。
来自肯特大学的遗传学教授、这项研究的参与者Darren Griffin指出:“就像这个公式所证明的那样,生物进化过程如鸡蛋的形成必须进行数学描述以作为进化生物学研究的基础。这一通用公式可以应用于基础学科,尤其是食品和家禽行业,并将推动以鸡蛋为研究对象的进一步调查。”
肯特大学访问研究员Micheal Romanov博士说道:“这个数学方程强调了我们对数学和生物学之间某种哲学和谐的理解和欣赏并从这两种方式进一步理解我们的宇宙、清楚地理解了鸡蛋的形状。”
肯特大学前访问研究员Valeriy Narushin博士表示,他们“期待看到这个公式在从艺术到科技、从建筑到农业的各个行业的应用。这一突破揭示了为什么来自不同学科的合作研究是至关重要的。”