你或许看到过蜻蜓从幼虫蜕变成成虫的过程。在惊叹生命奇妙之余,你有没有产生一个小小的疑问:蜻蜓的大翅膀是怎样折叠在小小的驱壳中的?
仔细观察蜻蜓的翅膀,可以发现这些脉络之间并不成直角。上世纪六十年代,折纸高手三浦公亮从自然界的种种折叠现象中得到灵感,发明了一种叫做三浦折叠的折纸方法。
运用这种方法,只要捏住折好的A4纸的对角,就能将这张纸轻松收起和展开
让它的面积瞬间减小25倍。
制作三浦折叠的方法并不复杂:
第一步,将一张纸分成5等份,然后折叠成手风琴状;
第二步,把折好的纸竖过来,将它等分成7份,然后将前3格有角度的翻折下来,接着,按照这个角度依次折叠前3格,保证每格的边都是平行的;
第三步,把纸翻过来,按同样的角度折叠后三格;
第四步,将折好的纸展开,按照横向的折痕,一前一后重新压好。一张三浦折叠的纸就完成了。
图片来源:sciencefriday.com
打开三浦折叠,可以看到折痕形成的格子并不是矩形。它们对边平行,对角相等,是平行四边形。
除此之外,三浦折叠还遵循一个更广泛的定理:从一个折痕的交点处出发,凸起折痕和凹陷折痕数量之间的差异始终为2。这是所有平面折纸都遵从的一个定理——前川定理。
我们徒手折一张纸,一般只能折20到30步,但是用基于前川定理写成的程序来建模,将一张纸折成百上千步也没问题。通过对折纸的研究,我们创造出很多改变生活的发明。比如太空飞行器的太阳能板,既要节约空间,又要收放自如,利用三浦折叠,正好可以满足这两个条件。
除此之外,折纸原理还应用于玩具设计、折叠机器人、安全气囊、心脏支架、建筑设计等领域中。
这些了不起的发明追根溯源,都来自于一张薄薄的纸。
【警告】千万不要将此项技术用于考试现场,你们真以为老师瞎啊 我们都是诚实守信的好宝宝~
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