折紙無(wú)極限

一張紙，無(wú)切割，以最簡(jiǎn)單的形式，化腐朽為神奇，這就是折紙術(shù)。1797年，日本出版了世界上已知最早的折紙手冊(cè)——《千紙鶴》。“千紙鶴”的降臨，讓世界上無(wú)數(shù)的櫥窗中“飛翔”著這種特殊的鳥類，也成為人們對(duì)美好愿望和情感的寄托和表達(dá)。

如今，折紙術(shù)獲得了飛速發(fā)展，從鳥獸魚蟲到醫(yī)學(xué)用具，從簡(jiǎn)單的紙飛機(jī)到精密的太空望遠(yuǎn)鏡鏡頭，折紙不僅是欣賞的藝術(shù)，而且能發(fā)揮獨(dú)到的實(shí)際用途，而其中的秘訣就是數(shù)學(xué)。

折紙工藝師們已不滿足于折紙帶來(lái)的欣賞價(jià)值，開始研究將其應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)模擬，工藝師們將紙張的折疊跨越到金屬和塑料的折疊，將折疊技術(shù)的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。現(xiàn)在，折疊制品已在太空翱翔;未來(lái)，折疊工具還可能植入人的動(dòng)脈。

對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)僅是興趣愛好的折紙，在少數(shù)人眼里則不同。他們不僅熱愛它，而且將其作為推動(dòng)科技發(fā)展的契機(jī)。物理學(xué)家羅伯特·J·朗就是這樣的人。8年前，他辭去了在硅谷的工作，從此每天在家折紙，折出各種不同的事物，包括渾身是腿的蜈蚣和長(zhǎng)著1000塊鱗片的蛇。他說(shuō):“從數(shù)學(xué)上可以證明，任何事物都可以折疊出來(lái)。我們已基本上解決了如何構(gòu)造任意動(dòng)物肢體和形狀的問(wèn)題?！?/p>

20世紀(jì)90年代，折紙工藝師發(fā)現(xiàn)，在折疊動(dòng)物時(shí)，每個(gè)肢體都源于一個(gè)折起的紙翼，每個(gè)紙翼都始于方紙的一個(gè)圓形部分，或者半圓，或者四分之一圓。這個(gè)發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)樗茏屨奂垥r(shí)面臨的基本困難——如何規(guī)劃一張紙的折痕以獲得想要的形狀，與一道古老的世紀(jì)數(shù)學(xué)難題——如何將球體添入方盒中或如何將圓圈嵌入方框中聯(lián)系起來(lái)。對(duì)理論的探索使得工藝師們要對(duì)大量的動(dòng)物肢體進(jìn)行復(fù)雜的規(guī)劃，同時(shí)也要探索其科技應(yīng)用。當(dāng)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)汽車氣囊的工程師請(qǐng)教羅伯特，請(qǐng)其幫助解決儀表盤上顯示氣囊指示燈的最好方式時(shí)，羅伯特發(fā)現(xiàn)他用以折疊紙動(dòng)物的運(yùn)算法則竟然派上了用場(chǎng)。這真是一個(gè)意想不到的收獲!

當(dāng)然，這并非折紙工藝的第一次實(shí)際應(yīng)用。1995年，日本工程師發(fā)射了一枚帶有太陽(yáng)能電池陣的衛(wèi)星。該太陽(yáng)能電池陣起初被折疊成地圖般的褶皺狀，以放進(jìn)一個(gè)火箭內(nèi)，到太空后，它會(huì)自動(dòng)展開朝向太陽(yáng)。這一奇特而實(shí)用的辦法是由日本數(shù)學(xué)家高麗三浦發(fā)明的。物理學(xué)家羅伯特在太空望遠(yuǎn)鏡方面也成功運(yùn)用了折紙技巧，他幫助科學(xué)家將原本一個(gè)足球場(chǎng)大小的太空望遠(yuǎn)鏡鏡頭折疊縮減成僅雨傘大小，以裝進(jìn)太空船的有效載重艙。

鉆研無(wú)止境，折紙工藝所能達(dá)到的極限也遠(yuǎn)非于此。運(yùn)用折紙技術(shù)的支架可以撐開動(dòng)脈。在牛津大學(xué)開展的最新一項(xiàng)支架移植研究中，科學(xué)家沿螺旋線折疊導(dǎo)管，以便插入腹部動(dòng)脈，然后將其擴(kuò)展，來(lái)支撐已損壞的動(dòng)脈。折疊DNA納米容器，比米粒小10億倍，能夠?qū)⑺幬锼瓦_(dá)患處。日本科學(xué)家希望能從國(guó)際太空站發(fā)射由甘蔗纖維制成的折紙飛機(jī)。如果這種飛機(jī)的緩落特點(diǎn)和保護(hù)性外層能防止其在大氣中燃燒，那么，它們將啟發(fā)人們研發(fā)新型的太空船。

與當(dāng)代的折紙藝術(shù)家們交談，你會(huì)發(fā)現(xiàn)折紙的天地是如此廣闊，變化無(wú)窮。正如麻省理工學(xué)院的埃里克·德邁納所暢想的:也許有一天，我們能構(gòu)造出可重組機(jī)器人，它自身能夠從一個(gè)事物折疊成另一個(gè)事物，就像變形金剛一樣。羅伯特也展開他豐富的設(shè)想:所有組成建筑物的龐雜組件也許只需相同材質(zhì)的薄薄一張就夠了，因?yàn)樗鼈兡苷鄢蔁o(wú)數(shù)的形狀。人類還沒有達(dá)到折紙工藝的極限，甚至還未曾看到這種極限。

當(dāng)我們?cè)诟锌⌒≌奂埲绱松衿娴臅r(shí)候，折紙工藝師們已經(jīng)在研究下一個(gè)驚嘆。也許某一天，人們不用再買玩具、器具或日用百貨，只要隨手一折，就可以擁有一切了。 [譯自美國(guó)《國(guó)家地理》]