科學家發現，無論是冰山、岩石、冰塊、水泥或各種固體物品，一旦破碎就容易變成方塊狀的立方體。這個發現表明，微觀和宏觀的破碎存在一種普遍規律。未參與研究的普林斯頓大學化學與生物工程師蘇吉特‧達塔（Sujit Datta）評論說：「這是純粹數學、材料科學與地質學的美麗組合。」

　　這項研究是基於布達佩斯科技經濟大學數學家加博‧多莫科斯（Gábor Domokos）先前的發現，他於2006年證明了「岡布茨」（gömböc）的存在。岡布茨的形狀與寶石相似，它僅有一個穩定與不穩定的平衡點。無論把岡布茨怎麼放，它總是停在完全相同的位置，不像其他形狀可以隨意擺放停在想要的位置。多莫科斯在隨後的研究發現，像順流而下的鵝卵石或隨風飄盪的沙粒，往往以趨向岡布茨的形狀被侵蝕，但從未達到理想的形狀，多莫科斯說：「岡布茨是大自然的一部分，但要變成它只是一個夢想。」

　　接著，他與研究團隊把焦點轉向破碎過程的另一面——岩石如何產生。他們開始用電腦模擬一個抽象立方體的「破碎」過程，方法是用50個2D平面以隨機角度將其切割出60萬個碎片。平均來說，這些碎片幾乎都被切割為立方體，也就是平均有六個四邊形的面。這個結果讓科學家推測，立方體或許是破碎的共同特徵。

　　科學家嘗試從現實中的觀測證實。他們前往匈牙利布達佩斯「Hármashatáhegy」山上一塊露出地表的白雲石，並計算石頭表面裂縫的頂點數量。無論這些裂縫是自然風化或人為炸山造成，裂縫大部分都形成了近似方形的形狀，也就是立方體的其中一面。

　　最後，研究團隊使用運算能力更強的超級電腦，模擬3D材料在理想狀態時的破碎過程——比如從所有方向均勻拉動一塊石頭。發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）的論文表明，這種情況下所形成的多面體碎片平均來說也是立方體。

　　質疑者可能會提到，自然界的許多物體並沒有破碎成立方體。例如，雲母等礦物剝落呈現片狀，而包括北愛爾蘭巨人堤道在內的玄武岩結構則破碎成六角形柱狀。

　　賓夕法尼亞大學地球物理學家、該研究的共同作者道格拉斯‧杰羅馬克（Douglas Jerolmack）指出，這是由於現實中的材料並不會是模擬時的理想形式，通常還有其他破壞內部結構或特性導致碎片並非立方體的因素。例如，雲母剝落之所以呈現片狀，是因為它在一個方向上比在垂直方向上還脆弱，他說：「但以統計學的平均意義來看，岩石的產生總是近似於立方體。」

　　有些學者則覺得這項研究難以應用，亥姆霍茲德國地理研究中心地質學家安妮‧芙倫達（Anne Voigtländer）說：「你需要對地球表面過程具有抽象的理論觀念，才能真正明白這代表什麼。地質學家有時很難理解它的實際價值，也很難找出要應用在哪裡。」

　　杰羅馬克也同意，他認為從某種意義上來說，研究結果更符合哲學而不是科學。研究團隊從希臘哲學家柏拉圖獲得了靈感，柏拉圖將四種古典元素（地、火、水和風）與幾何結構相關聯。柏拉圖更讓人記得的是他的「地穴寓言」，他在寓言裡推測了某些理想化和永恆的形式，但這些形式在現實世界中只存在扭曲的版本，杰羅馬克說：「你用肉眼只會看到扭曲的形象（碎片），但為了看見理想形式，你必須動點腦筋。」

原文出處：ScienceMag