紙張裡的

　　大藝術

　　有這麼一個27歲的修車小夥子，是個天文迷。

　　機緣巧合下，他被介紹到天文台工作。

　　原本是他實現夢想的大好機會，但親朋好友卻質疑他被騙到了傳銷組織。

　　小夥子要去的雲南天文台一處

　　其實，從修車小夥轉變為天文工作者也算是不錯的選擇。

　　然而，就這麼一位物理學家放棄了在NASA十三年優越的工作，甘願跑去玩折紙。

　　他不僅将折紙玩出了曆史新高度，還用折紙原理解決了太空難題，可謂是真正将玩折紙折上了天。

　　他就是我們今天文章的主人公——羅伯特·J·朗。

　　羅伯特·J·朗

　　在之前的文章中，我們也介紹過一些他的作品。

　　羅伯特·J·朗出生在美國俄亥俄州的一個普通家庭裡。

　　6歲那年，他就被父母送的折紙書所吸引，照着它來用紙制作出玩具。

　　到了10歲，他不僅将書裡的模型折了個遍，還開始自己想辦法折書上沒有的東西。

　　中學時代，他仍對瘋狂迷戀折紙，幸好這完全沒有影響到學業。

　　他一路過關斬将考上了著名的斯坦福大學。優秀的成績讓羅伯特得以留校繼續攻讀碩博士。

　　期間，他一方面要堅持折紙練習，另一方面還要兼顧學業。

　　他創作了近百件複雜而精妙的折紙作品，比如需要數百次折疊後才能得到有圖案的海龜。

　　可是學業卻一點沒有荒廢，他順利拿到博士學位。

　　在擔任博士後的期間，他十分鐘愛一種叫布谷鳥的鐘，并發誓自己要用紙折疊出一個來。

　　我們知道，經典折紙有一個最基本的要求就是使用一張紙，不許将它剪開或撕裂。

　　這看似簡單的規律，對折出形狀如此複雜的鐘來說非常難。

　　但他毫不氣餒，根據自己已有的經驗，整整花了三個月的時間去構思輪廓和疊法。

　　在他嘗試修改無數次折法之後，他最後一口氣花了六個小時才将它折出來。

　　左：羅伯特折紙的，右：布谷鳥鐘實物

　　這個無論從鐘擺、松果和鹿頭都看上去跟實物神似的紙布谷鳥鐘讓他一舉成名。

　　不過，那時對他來說，折紙隻是一個興趣愛好而已，還沒有辦法養活自己和家人。

　　所以，盡管在折紙界小有名氣，他仍前往NASA謀求到了有好收入的工作。

　　之後，他成為了一名NASA噴氣推進實驗室的激光物理學家和研究員。

　　在NASA工作期間，羅伯特陸續發表了80多篇相關物理研究的論文。

　　同時，他擁有在半導體激光器、光學以及集成光電子學等領域有46項專利，并成為了美國數學學會的成員。

　　NASA噴氣推進實驗室

　　但與此同時，他也越來越深愛折紙技藝，這無疑讓他越發痛苦。

　　經過一番選擇後，在準備迎來在NASA第13年之時，羅伯特放棄了他的事業。

　　認識他的人幾乎都不敢相信他放棄了如此優秀的工作。

　　面對錯愕人們的質疑，羅伯特坦言道：“比起物理研究，他的人生追求其實是折紙，而且是利用高科技的折紙。”

　　原來早在8世紀以來，歐洲就開始将數學上的幾何學原理應用到折紙當中。

　　但直到20世紀中葉，折紙家們仍舊隻重複折疊早已存在的一百多種經典作品，折紙的技術一直停滞不前。

　　直到日本有一個叫吉澤章的折紙藝術家出現，他運用新技術創作出了許多充滿創新精神的折紙作品。

　　現代折紙之父吉澤章

　　這使得折紙的熱潮空前高漲，許多國家都成立了自己的折紙協會。

　　許多折紙家開始運用解析抽象幾何設計，微積分等數學知識來解決折紙當中遇到的問題。

　　當然，羅伯特也不例外，他放棄工作後也開始專注将折紙與數學聯系在一起進行創作。

　　原本覺得隻有各式各樣方程式的數學很枯燥無聊，不曾想那些幾何圖案就可以直接用在折紙之中。

　　在羅伯特的努力下折紙技藝有了新的突破，他開創了一種革命性折紙法，稱之為“圓河包裝”。

　　在此之前，關于如何折疊出逼真的昆蟲腿部、翅膀和觸角一直困擾着折紙大師們。

　　羅伯特的折紙法能讓那些部位圓角的部分包入方形的部分中，無需折疊，從而模拟出逼真的外形。

　　這令曾經折紙大師們想破腦袋都解決不了的問題被羅伯特輕而易舉地化解。

　　羅伯特還利用自己的數學知識，開發出了用于制作複雜設計的計算機折紙程序， 被稱為TreeMake。

　　作為一款數學折紙的軟件，它主要分為兩部分：首先它可以根據羅伯特編入的程序和數學知識，形成各種你想折成的作品的折痕，這些折痕也是作品成敗的關鍵。

　　其次，羅伯特還往裡面編入了專業的折紙公理，令其在第一步的基礎上計算出正确的折疊順序。

　　羅伯特靠着自己的折紙技能和計算程序，能在無需借助任何外力，就能在一張紙上折出從前沒有的形狀。

　　迄今為止，羅伯特已經創造了超過495個複雜的新折紙模型，一些需要折上數百次，有圖案的海龜，紋理羽毛的猛禽，1000磅鱗片的響尾蛇和爆米花大小的虱子。

　　羅伯特折紙的作品

　　不隻如此，羅伯特還真的将折紙技術去幫助其他科學領域的發展。

　　在這之前，NASA想給衛星配上太陽能闆，但是想要往太空“運貨”，物品的體積和重量都有嚴格要求。

　　就算太陽能電池闆已經使用了一些手風琴結構的設計，使其運往太空容易一些。

　　但它依舊不能夠在更小的空間内提供更大的表面面積。

　　太陽能闆注定小不了的死穴成了宇宙難題，使研究一再陷入了困境。

　　隻有想方設法能把它折疊成小巧的樣子，才能夠沖出迷障。

　　NASA工作人員提出了一個方案：先将太陽能闆折疊起來，用運載工具運到太空後，再把它打開。

　　但怎麼折疊也要費思量，又如何保證打開後太陽闆的表現不會大打折扣？他們對此一頭霧水，這時候就輪到羅伯特大顯身手。

　　羅伯特根據自己的經驗和在折紙方面的手藝，成功設計出了一款可以折疊的太陽能闆。

　　它不僅運輸時候能折疊成小巧的樣子，而且表面面積更大。

　　同時它還能在發射的時候纏繞在衛星上，它的展開也不需要宇航員的協助。

　　折疊的太陽能闆

　　除了為解決宇宙難題，羅伯特還認為折紙理論應用到現今的汽車安全，建築學，機器人生産，制造甚至醫藥等領域。

　　在實際應用方面，他做出了很大貢獻。比如用折紙來實現機械手的操作、血管支架的折疊、以及裝置折疊的汽車安全氣囊等。

　　展開的太陽能闆

　　羅伯特在一次TED演講中坦言道，最初我用數學做折紙，隻是想做一些更好看的東西，但不經意間它可能反過來還能解決現實世界中的問題。

　　當初放棄NASA成為獨立的折紙專家之時，幾乎任何人都不看好他的選擇。

　　令羅伯特做夢都不會想到的是，現在僅僅在美國就有十幾個由國家撥款的折紙工業應用研究項目，有近四十位大學折紙教授以及無數以此專業的學生。

　　他們都相信，諸如汽車安全、太空科技、建築學、機器人技術、制造業和醫藥業等許多領域中的難題，都能在折紙這種傳統藝術中找到解決方案。

　　就比如在太空技術上，即便馬斯克成功發射了重載火箭，但将許多東西運送到太空仍非易事。

　　它們往往因為體積太大靈活性不足而遭遇重重阻礙，尤其是機器人。

　　不過，在2017年NASA研究員就研發出了一種體積很小但卻十分靈活的探索機器人。

　　PUFFER的機器人

　　它可以小到折成巴掌大的樣子，非常輕易地放入大型航天器中運載到外星球。

　　與此同時，它又能在狹小或環境惡劣的空間中來去自如并執行探索任務。

　　這款被命名為PUFFER的機器人，它的設計靈感也正是來自于一項傳統的技藝：折紙。

　　PUFFER的機器人

　　誰也沒想到這隻是童年回憶折紙，竟很大可能能解決工業領域的種種難題。

　　作為折紙先驅的羅伯特，當年也許隻是單純地想用自己的專業解釋興趣。

　　不曾想，在将折紙玩到極緻的同時，也許多完成令人不可思議的事情。

　　一直以來，很多人會說玩物喪志，卻忘記了玩物亦可養志。

　　關鍵在于你玩何物，用何種方式玩物了。

　　,