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第8章 病毒是正二十面体

病毒的遗传物质保护法

病毒是由蛋白质外壳包围着的遗传物质DNA或RNA构成,这种蛋白质外壳大多呈圆粒状。通过一般常识可以知道,圆形的东西耐冲击力很强。从这个原理可以推出这样一个结论,即呈圆粒状的病毒多是因为它能有保护遗传物质免受外界破坏所致。

但随着可细致观察病毒内部结构的电子显微镜的问世,人们逐渐发现大多数病毒原来不是呈圆粒状,而是由20个正三角形构成的正二十面体。

五种正多面体

正多面体由每个面都相同的正多边形构成,且以每一顶点为一端都有相同数量的多面体。正多面体有正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体五种(如图5),远在2500年前古希腊时期人们就已经知道这一事实。

古希腊哲学家柏拉图对数学中的几何学尤为感兴趣,对他来说正多面体是最有价值、也是最美丽的存在之一。柏拉图给这五种正多面体赋予了一种特殊意义并与构成这个世界的五个要素有机地联系起来,为此,正多面体也叫“柏拉图立体”。

在这五种正多面体中,最显轻盈、锋利的正四面体象征着火;最显圆润的正二十面体寓意流动性很强的水;而酷似箱子模样的正六面体最显坚固,所以象征具有稳定性特点的土;正八面体则因为可抓住对角顶点犹如风车一样旋转,故象征空气的不稳定性;最后,正十二面体与十二干支,即黄道十二宫和宇宙有很大的关联性,所以象征着宇宙。

开普勒的天体模型

正多面体也出现在16世纪末至17世纪初天文家开普勒的理论当中。开普勒虽然发现了行星的运动规律,但他年轻的时候却曾用正多面体制作出了离奇古怪的天体模型。

开普勒当时只知道水星、金星、地球、火星、木星和土星的存在,因此他认为这六个行星之间的距离与五个正多面体有着某种联系,于是提出了如图6所示模型,当然这是一个错误的模型。

分子结构为正多面体

组成物质基本单位的分子由多个原子构成,但由于其中心原子附近的一些原子以对称形式存在,所以呈正多面体结构的分子较多。比如说,盐(NaCl)的分子就是正六面体,而钻石分子则呈正四面体。

在建筑上使用的八托架(Octet-truss),其结构由正八面体和正四面体交替设置构成,具有轻便、结实等特点。很受欢迎。