折纸不只是孩子的游戏:现代折纸术的科学与艺术

作者: 张唯诚

来源: 百科知识

发布日期: 2019-10-25

现代折纸术不仅是艺术形式,还启发科学家解决技术难题,推动科学创新。从罗伯特·朗的复杂作品到布兰迪·肖的自折叠材料研究,再到古尔登·考麦西-于纳尔的生物材料开发,折纸艺术与科学的结合展示了其广泛的应用前景。

折纸,是一种大多数人都做过的手工。一张正方形的纸可折成一个简单的盒子、一只纸鹤或者一条精致的龙。顾名思义,折纸的材料当然应该是纸。但是,在现代的折纸术中,“纸”是一种宽泛的概念,可以是DNA、金属或是植物的叶子。折纸不仅是一种艺术形式,它还启发科学家们去解决各种各样的技术难题。来自于折纸的灵感正在催生科学殿堂中一项项令人惊叹的创新。

罗伯特·朗原来是一位物理学家和工程师,在美国国家航空航天局的喷气推进实验室从事激光研究工作。他还是一名折纸艺术家,为了写一本关于折纸的书,他辞去原来的工作,专心于折纸的研究。他参与了从外层空间太阳能电池阵列到医用植入物的各种设计,这些设计的思想都来自于折纸产生的灵感。

作为一位折纸大师,朗以塑造非常复杂的作品而闻名。每一次折纸都是一个创造的过程。在折叠某种东西,例如昆虫、青蛙或舞蹈者之前,朗通常要创建一个“折痕图”,它就像折纸的“蓝图”。在折叠之前,朗对每个步骤和最终的成品都“心中有数”,他要把想法分解成一些形状,这些形状将最终组合在一起。例如,一只蝴蝶可能会被分解成翅膀、触角等,然后他会思考怎样的形状最适合表现哪个部位,这需要几何学的帮助。

布兰迪·肖是一位化学工程师。在北卡罗来纳州立大学学习的时候,她参加了一个折纸研究团队,想做一种可自我折叠的东西,它们可以在可控的状态下自动形成理想的形状。科学家们通过控制折叠的过程创造了很多东西,从嵌套的盒子到三维的花朵。这种折叠可不是为了好玩,而是可能被用来制造医疗设备,还可能被用来制造便于运输的产品。

和肖一样,另一位折纸高手古尔登·考麦西-于纳尔也是一位化学工程师,供职于马萨诸塞大学。她所开发的生物材料将来有一天也许会被用来修复甚至再生骨骼、心肌、血管和皮肤等。折纸为科学家和技术人员提供了取之不尽的创新思想和设计灵感,这是因为折纸汇集了宝贵的思考“冲击力”,它们来自科学、技术、工程、艺术和数学,折纸的魅力缘自于多方面的结合。

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