天才的“建筑師”

小讀者們在海邊撿過貝殼嗎？那些五光十色、形態各異的貝殼，簡直讓人愛不釋手。但大家知道嗎？貝殼不僅具有觀賞價值，還有很重要的科學價值。除了作為動物的各種屬性，還因為它們背負的各式各樣的貝殼。這些“移動的房子”，讓它們堪稱自然界的“建筑大師”。現在，我們就一起來探索一下貝殼“建筑”的秘密吧！

移動的房子

我們都知道，貝殼不是空的，里面住著有生命的海貝、扇貝、蚌……這些小家伙看上去就是一團軟軟的肉。因此，在生物學分類上，它們都是軟體動物。正因為它們的身體如此柔軟，為了保護自己和完成各種生命活動，貝殼就需要把自己“裝進”堅硬的殼里。那么，這層殼又是哪里來的呢？這可不是天上掉下來的，而是軟體動物通過自己身體的一種特殊功能，吸收水中的鈣離子，把它們進行礦化，再經過天長日久，才在身上“長”出來這樣一座安全的“房子”。 現在，貝類動物就可以背著各式各樣的房子到處“旅行”啦。貝類動物的房子不僅可以跟隨它們的主人移動，同時也是柔軟肉體的鎧甲，起到抵御敵人進攻的防護作用。

為什么小小的貝殼有如此巨大的作用呢？研究發現，這些貝殼的主要成分是碳酸鈣，有人可能要問了：粉筆的主要成分也是碳酸鈣，并沒有很堅硬啊！為什么貝殼比粉筆堅硬很多呢？這就涉及分子內部的排列問題了。比如，我們熟悉的鉛筆筆芯和鉆石，同樣都是以碳元素為主的物質，但鉆石比鉛筆筆芯要硬很多，就是因為二者的分子排列順序不同。

精巧絕倫的房子

貝類動物的房子之所以這么堅固，除了如此堅硬的材料，還因為它們是偉大的“數學家”，精通建筑的數學秘密。如果我們仔細觀察，就會發現，多數貝殼的結構是一個拱形，這種結構抗壓性很強。再加上有些貝殼的表面很光滑，我們很難在上面找到一個用力的點。力氣剛用得大點兒，就被滑開啦！

當然，這是最簡單的原因。如果我們把貝殼從中間切割開，還會發現，在地球上出現了近5億年的貝類動物，蘊藏著許多令人驚嘆的奧秘——這些造型奇特的房子的內部結構竟然如此復雜——幾近完美地遵循著數學法則生長。因此，貝類動物的房子不僅堅固耐用，還十分美觀。如果我們將它們分門別類，就會發現，它們大多會遵循以下幾條數學法則：

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因為貝殼的堅固和美觀，人們便萌發了用貝殼造房子的想法。在北方最高的島——山東青島靈山島上，有人用33 年時間，把100 萬枚貝殼貼在了1 500 平方米的建筑上，這座貝殼樓被譽為“世界第一貝殼樓”，還獲得了吉尼斯世界紀錄。

法則一：擴張

通過不斷沉積碳酸鈣等物質，貝類動物可以不斷制造出比先前略大的開口。在這個過程中，最初的圓形開口變成了圓錐體。為什么要變成圓錐體呢？這就要考慮“經濟”原因了。有人可能知道，等底等高的圓錐體的體積是圓柱體的1/3，這就可以減少碳酸鈣的沉積，畢竟沉積碳酸鈣也需要耗費能量，而且這個過程又比較漫長。看來，貝類動物還懂得節能環保的道理呢！

法則二：旋轉

通過在殼口一側沉積較多的物質，貝類動物就能在最初的殼口基礎上，完全旋轉一周，得到一個像圓環體的貝殼。通過旋轉，貝殼不僅可以慢慢向外擴張長大，還可以增加貝殼的受力強度。因為貝殼這樣一圈一圈地長大，會在貝殼表面形成很多棱狀凸起，這些凸起與貝殼的生長方向平行，可以讓貝殼在比較輕薄的情況下，保持較高的受力強度。

法則三：扭轉

貝類動物會使其殼口的沉積位發生旋轉。通過前面提到的擴張和旋轉，能得到平面螺旋貝殼，如果再加上扭轉，貝殼的形狀就會變成數學上所描述的一種非平面螺旋體。這樣說可能比較抽象，如果我們看一下廣州塔就知道了。廣州塔又被稱為“小蠻腰”，就是因為它獨特的造型。而廣州塔這個造型正是源于數學中的黃金螺線，也就是所有的線都圍繞某個點旋轉，因為參數不同，就產生了不同形狀的螺旋線。正因為如此，才有了我們今天看到的廣州塔。

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貝類動物這么善于“蓋房子”，自然引起了建筑學家的注意。很多建筑師、設計師都參考過貝殼的結構，來設計各種各樣的建筑物。其中，比較知名的有澳大利亞的悉尼歌劇院，從遠處看去，它就好像一堆在海邊閃閃發光的貝殼。還有我們國家的珠海大劇院，從外形看，完全就是一大一小的貝殼形狀，因此得名“日月貝”。

（責任編輯：杜娟 排版：安安）