日本折纸艺术
折叠的艺术
人类早就意识到无所不在的褶皱,他们总是会给想像插上翅膀。艺术家们利用褶皱来表现他们对人体的理解。米洛斯的阿芙洛狄蒂纱巾上的褶皱不仅没有盖住她的裸体,反而更突出了人体的美;中世纪的木雕艺人则用厚重的外衣上的褶皱来“隐藏”那些宗教形象。克里斯托这位当代艺术家,利用褶皱把人们的思想引向希腊和罗马文化:他为1995年竣工的柏林议会大厦所设计的褶皱使人联想起雅典和罗马庙宇中的圆柱。
在欧洲以外的各个文化圈中,对褶皱的偏爱也同样有着悠久的历史。早在公元110年左右,中国人就发明了折纸艺术。这是一门有着精神寄托涵义的艺术:最早人们用纸折成房子,用于给去世的人陪葬,好让他们在阴间也能有房子住。
渐渐地,折纸艺术开始摆脱这种祭祀祖先的功能,人们开始折叠人物、花鸟、动物等形象。折纸艺术的精髓在于,只用一张纸,通过多次折叠来创造不同的形象而不借助其它手段。随着时间的推移,人们总结出了一些规则,而正是这些规则让人们把二维的纸张变成不同的三维形象。
利用可定义的规则来进行构造:毫无疑问,数学家会对此产生兴趣。他们研究了折纸艺术的基本模式及其内在规律,并且用公式来描述折纸中的数学原理。他们设计算法,编制了可以找出解决折纸问题的最高效途径的计算机程序。美国的折纸艺术家、物理学家和工程师罗伯特·朗认为这是一件有意义的事:“当代的研究人员发现了折纸的实际利用价值。”
全球各地的设计师和建筑师在他们的设计中越来越多地运用到古老的折纸艺术的原理:从横滨港长达400米的码头到耐克公司可以折叠放进口袋的运动鞋“城市之刀”。正在研发中的还有手机或DVD播放机可折叠的显示屏。
美国国家航空航天局的工程师们也从折纸艺术那里得到了灵感。他们正在为一架新型的太空望远镜制造巨大的光学镜头:其镜片的直径达到100米。折纸专家罗伯特·朗解释到:“问题在于如何把镜片送上太空。因为运载火箭的直径只有4米。这就意味着我们必须把那么大的镜头折叠成一个小包。”罗伯特·朗出了一个天才而又简单的主义:像折叠伞那样把镜片折叠起来。第一个根据这个原理制造的折叠式镜头已经问世,直径5米的镜头折叠后只有1米。
日常生活中折纸艺术的运用远比我们想像的要多。比如汽车工程师早就开始利用根据折纸原理设计的计算机程序来设计安全气囊了。软件告诉他们,怎样可以尽可能地折叠气囊,使之能放进方向盘中,并且在遇上事故的时候还能及时打开。
在褶皱缓冲区中也可以找到折纸艺术的影子。在两车相撞的时候,车头应该能像手风琴那样折叠起来,这样就可以最大限度地缓解相撞的能量,从而减少人员伤害的程度。为了让车身能“正确”地折叠,就需要设置一些“折叠点”,而在很多汽车厂中,折叠点的位置也是利用折纸程序来计算的。撞击试验表明,折纸艺术能够挽救人的生命。折叠技术甚至还可以直接用于汽车用钢材的分子结构中。这种材料在遇到碰撞的时候会根据需要进行变形,但同时又非常坚固。
外科医生也开始运用有2000年历史的折叠规则。英国牛津大学和美国阿拉巴马州杜兰大学的医生研制出了“折叠式血管支架”,这是一种细小的金属管,用于救治心肌梗死。金属管被折叠起来,导入发生动脉硬化的心脏冠状血管,然后自动展开,体积扩大到原来的5倍,形成血管支架。这样的支架能够撑开血管壁,避免心脏动脉发生阻塞。
科学家对折纸艺术的理论和实践研究得越深入,他们就越清楚:这门古老艺术的历史远远超出他们的想像——自然界一直就在应用这些规律了。哪里需要将大的物体放进小的空间,哪里就会存在“折叠与展开”这个原理。
DNA的例子我们已经知晓,与此相同的是我们人类的思维装置——大脑皮层。在漫长的进化过程中,大脑皮层不断增大,只有通过高度的折叠才能被我们的头盖骨所容纳。花瓣也是一样,花朵在春天开放之前,花瓣也是像手风琴那样折叠着躲在花蕾中的。甲虫的翅膀折叠着藏在甲壳中,在不到1秒的时间内展开成为飞翼。