原來我的智商已經不配再玩摺紙了?

2021-02-08 狂丸科學

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一張紙能做什麼?

我們可以隨手把它折成紙飛機,或者千紙鶴,這些都是小時候大家用於消遣的玩具。但當狂丸看到下面這個作品「龍神」的時候,還是忍不住懷疑起了人生,以前的紙,可能都白折了。


仔細看這條龍,它的鱗片層層分明,細節處可見功夫之深,和我們隨手摺出來的紙飛機可不是一個檔次的。

但有人難免會質疑,這樣的作品只是靠折出來的嗎?難道鱗片沒有藉助剪刀等工具嗎?


答案是,沒有。

這樣的一條龍,所需要的全部工具,只有一雙手和一張紙,剩下的,就是製作者的技巧和時間了。而它的製作者,就是來自日本的摺紙大觸神谷哲史,他作品的驚嘆之處,就在於不管看上去多繁雜的工藝,他只需要一張紙就能完成。比如下面這隻蠍子,身體部分層疊得錯落有致,觸角也相當傳神。


摺紙工藝居然可以如此細緻,這讓狂丸讚嘆不已。其實摺紙這門藝術很早就出現了,但要說它起源於哪裡,已經無法考證了,不過目前有三種說法。一說摺紙最早起源於中國,西漢時期造紙術的發明為摺紙提供了原材料,剛開始是小孩消遣時的工具,後來傳到日本,再被日本人發揚光大。

中國的元寶


二說摺紙起源於日本,最早能追溯到公元794年至1185年前後,是日本江戶時代的詩歌中出現了有關摺紙的記載。還有一種說法,是起源於西班牙。雖然源頭無法考證,但要說摺紙逐漸被發展成一門藝術這事兒,還要從日本摺紙之父吉澤章開始。


吉澤章,是日本以摺紙進行藝術創作的第一人,被奉為「日本國寶級藝術大師」。 他一生發明了超過5萬種摺紙圖樣,包括溼折法(把紙弄潮而不是弄溼)。在他之前,摺紙技藝一直都是通過口頭傳授的,這樣非常不利於大範圍地傳播和發展,所以後來,吉澤章和美國摺紙藝術家Sam Randlett經過多年研究,利用點、線和箭頭等標識,共同發明了一套國際通用的摺紙語言,叫做吉澤章-蘭德列特系統。這一套摺紙系統方便了摺紙藝術傳播到全世界。

也就是說,我們現在最常用的摺紙記號,比如「凹折」、「凸折」、「卷折」、「層折」,都是吉澤章和Sam Randlett建立的。

吉澤章作品


吉澤章還開創了一種新式摺紙法,叫做溼折法。這種方法是先把紙弄潮,但並不是完全打溼。等紙幹了後,紙張能更持久地保持造型。


在吉澤章大力推廣摺紙藝術之後,世界各地開始了一場對摺紙的狂熱。

在日本,針對摺紙的比賽也開始登上電視節目,1999年,日本綜藝《電視冠軍王》的「摺紙王」大賽裡的冠軍引起了大家的注意,他就是文章開頭的那幅作品「龍神」的作者,當代最出色的摺紙大師之一,神谷哲史


據說神谷哲史從兩歲開始學習摺紙,這麼小的年齡,可能也就像我們小時候一樣,折些紙飛機、千紙鶴什麼的玩一玩,可人家玩過後並沒有隨手一扔,而是開始自己設計模型,14歲時已經能創作出相當複雜的模型了。

神谷哲史作品:牛頭怪


他作品的特點,就是用最簡單的一張正方形紙,折出極其複雜的模型。原材料簡單到只有一張紙,不需要經過任何剪裁和粘貼。但作品卻極其複雜,有些需要動輒上千步、耗費數個月才能製作出來。

日本的電視節目曾全程錄製下神谷哲史創作的全過程,他的創作並不是信馬由韁地折到哪兒算哪兒,而是在每個作品開始前,他就已經對整張紙每個部分的布局都劃分好了。比如下面這幅作品「鳳凰」,哪個部分是分給頭部的,哪個部分是劃給尾巴的,這些在神谷哲史腦中都清晰無比。


而有時僅僅為了設計這些摺痕與部位,就需要消耗創作者幾個小時之久。


比如下面這隻蟬,看上去可能比上面那隻「鳳凰」要稍顯簡略。


但細節部分卻一點也不含糊,摺痕之複雜,狂丸已經有點看不懂了。


如此清晰的布局,如此繁複的技藝,神谷哲史把摺紙的細膩精巧發揮到了極致。往簡單了說,摺紙可以是我們小時候的紙飛機,寥寥幾步就能讓一張紙飛出去。但往複雜了說,它可以和數學的幾何模型聯繫在一起,甚至可以影響到科技的發展,能帶我們去探索宇宙。

而在摺紙發展史上,對科技起到重要推動作用的,當屬美國物理學家,羅伯特·朗。他曾在美國航天局NASA工作13年,但為了摺紙藝術,他選擇了辭職,專門回家摺紙。但他可不是只想把紙往複雜了折,而是想把摺紙的原理用於航天事業,直接折上了天。


中學時代的羅伯特·朗,對摺紙有著瘋狂的迷戀,但學霸從來不會因為玩得好而耽誤了學業,他一邊玩著摺紙,一邊考上了史丹福大學研究物理,後來順利進入NASA工作。與此同時,他在摺紙事業上也已小有名氣,成名作就是下面這幅布穀鳥鐘,這部作品花了他整整三個月時間去構思布局,最後一口氣花了6個小時完成摺紙。


對摺紙的狂熱讓他決定從NASA辭職,專心摺紙。他隨後開發出了一套用於製作複雜設計的計算機摺紙程序,名為TreeMake。這套程序可以在你開始摺紙前,替你計算出一件作品正確的摺疊順序,並且可以形成各種你想折成的作品的摺痕,而這些摺痕,就是你能否完成一件摺紙作品的關鍵了。


除了造福廣大摺紙愛好者,羅伯特·朗還把摺紙技術原理運用到了科學領域。

NASA很早就開始想要往太空「運貨」,也就是給衛星配上太陽能板,或者送超大望遠鏡去天上。但這些計劃,都因為貨物龐大的體積擱置了,太陽能板的問題一時間成了難題。NASA工作人員開始想法子,把這樣一塊板子摺疊成小巧的樣子,等它們飛到外太空再打開。而這一計劃中所運用的原理,正好是摺紙技藝本身。這就需要羅伯特·朗登場了。


羅伯特·朗根據自己摺紙的經驗,成功設計了一款可摺疊的太陽能板,它在起飛前的樣子小巧無比,但等它成功到達外太空中,就能自動展開,擴大表面積,成功解決了困擾NASA工作人員的世紀難題。


羅伯特·朗認為,摺紙理論遠遠不止於此,它還可以被廣泛運用到其他領域,比如機器人。

2017年,NASA的研究員就發明了一款小巧的機器人,名為Puffer。它的輪子是可摺疊的,適合放入太空飛行器中被帶到外星上執行任務,也可以在逼仄狹小的空間裡來去自如地滾動,而這一切的靈感,都來自於摺紙藝術。


還有科學家則想把摺紙藝術用於海洋事業。哈佛大學的機器人專家羅伯特·伍德,就曾用摺紙原理設計了一個專門抓捕深海生物的抓捕器。這個裝置有五個「手臂」,相互連接著五邊形和三角形,摺疊成一個12面的容器,可以用來抓捕海洋裡的軟體動物,比如水母和章魚,最重要的是,這樣的一個抓捕器並不會傷害到海洋生物。


但這些裝置可能多少都在意料之中,而醫學領域關於摺紙的探索,才是讓狂丸大開眼界。你能想像一個可以在你體內移動的機器人,為你完成簡單的手術是什麼場景嗎?


而這個畫面正逐步成為現實,美國麻省理工大學的研究人員在2016年發明了一個可摺疊式機器人,它小到可以裝進膠囊。當你吞下它後,它可以通過磁場來控制變形,穿過腸道隨後展開,到達需要做手術的部位。目前科學家已經測試了膠囊機器人在胃模型中,成功取出電池的能力。但負責人Daniela Rus表示,要作用於人身上,可能還需要6年的時間。


科技在發展,人們除了關注未來,更學會了從前人留下的技藝裡挖掘財富,用於探索未知。而摺紙技藝,就是最好的例子。一片方正之間單薄的紙,能創造出來的,不止鱗片分明、細微精緻的「龍神」模型,還有能飛往宇宙的太陽能板,甚至是小到可吞下的「膠囊機器人」。

總之,看完這些大神的腦洞和技術,我已經不敢對外宣稱自己會玩摺紙了

(文章中素材均來源自網絡,僅供交流學習使用)

參考資料:

https://www.folders.jp/

https://www.nbcnews.com/mach/science/6-ways-ancient-art-origami-bringing-us-future-ncna898731

http://news.mit.edu/2016/ingestible-origami-robot-0512

https://www.youtube.com/watch?v=3Waj08gk7v8

https://www.youtube.com/watch?v=kXcnAhaZCJ8

https://www.youtube.com/watch?v=gaSMzNd6Tfg


會動神奇摺紙玩具

自己也能做出來

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