折紙無極限

一張紙，無切割，以最簡單的形式，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——《千紙鶴》?！扒Ъ堹Q”的降臨，讓世界上無數(shù)的櫥窗中“飛翔”著這種特殊的鳥類，也成為人們對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)揮獨到的實際用途，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的欣賞價值，開始研究將其應(yīng)用到各個領(lǐng)域。通過數(shù)學(xué)方法和計算機(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?，F(xiàn)在，折疊制品已在太空翱翔;未來，折疊工具還可能植入人的動脈。

對于大多數(shù)人來說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著1000塊鱗片的蛇。他說:“從數(shù)學(xué)上可以證明，任何事物都可以折疊出來。我們已基本上解決了如何構(gòu)造任意動物肢體和形狀的問題?！?/p>

20世紀(jì)90年代，折紙工藝師發(fā)現(xiàn)，在折疊動物時，每個肢體都源于一個折起的紙翼，每個紙翼都始于方紙的一個圓形部分，或者半圓，或者四分之一圓。這個發(fā)現(xiàn)很重要，因為它能讓折紙時面臨的基本困難——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。對理論的探索使得工藝師們要對大量的動物肢體進(jìn)行復(fù)雜的規(guī)劃，同時也要探索其科技應(yīng)用。當(dāng)負(fù)責(zé)設(shè)計汽車氣囊的工程師請教羅伯特，請其幫助解決儀表盤上顯示氣囊指示燈的最好方式時，羅伯特發(fā)現(xiàn)他用以折疊紙動物的運算法則竟然派上了用場。這真是一個意想不到的收獲!

當(dāng)然，這并非折紙工藝的第一次實際應(yīng)用。1995年，日本工程師發(fā)射了一枚帶有太陽能電池陣的衛(wèi)星。該太陽能電池陣起初被折疊成地圖般的褶皺狀，以放進(jìn)一個火箭內(nèi)，到太空后，它會自動展開朝向太陽。這一奇特而實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)鏡方面也成功運用了折紙技巧，他幫助科學(xué)家將原本一個足球場大小的太空望遠(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。

鉆研無止境，折紙工藝所能達(dá)到的極限也遠(yuǎn)非于此。運用折紙技術(shù)的支架可以撐開動脈。在牛津大學(xué)開展的最新一項支架移植研究中，科學(xué)家沿螺旋線折疊導(dǎo)管，以便插入腹部動脈，然后將其擴(kuò)展，來支撐已損壞的動脈。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，你會發(fā)現(xiàn)折紙的天地是如此廣闊，變化無窮。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，它自身能夠從一個事物折疊成另一個事物，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，因為它們能折成無數(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)我們在感慨小小折紙如此神奇的時候，折紙工藝師們已經(jīng)在研究下一個驚嘆。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《國家地理》]