你能相信有這樣一位物理學(xué)家，放棄了在NASA工作了13年的特權(quán)工作，愿意玩折紙嗎？他不僅將折紙推向了歷史的新高度，還利用折紙?jiān)斫鉀Q了空間問(wèn)題。可以說(shuō)，他真正把折紙帶到了天空。
羅伯特·J·朗出生于美國(guó)俄亥俄州的一個(gè)普通家庭。 6歲時(shí)，他被父母給的折紙書(shū)所吸引，并按照它用紙制作了玩具。 10歲時(shí)，他不僅折疊了書(shū)中所有的模型，還開(kāi)始想辦法折疊書(shū)中沒(méi)有的東西。
中學(xué)時(shí)，他依然癡迷于折紙，幸好這絲毫沒(méi)有影響他的學(xué)習(xí)。他一路過(guò)關(guān)斬將，考入了著名的斯坦福大學(xué)。優(yōu)異的成績(jī)讓羅伯特得以留在學(xué)校繼續(xù)攻讀碩士和博士學(xué)位。這期間，他一方面要堅(jiān)持練習(xí)折紙，另一方面也要兼顧學(xué)業(yè)。
他創(chuàng)作了近百幅復(fù)雜精美的折紙作品，比如一只需要數(shù)百次折疊的烏龜圖案。
不過(guò)他的學(xué)業(yè)并沒(méi)有白費(fèi)，順利拿到了博士學(xué)位。
在擔(dān)任博士后期間，他愛(ài)上了一個(gè)叫布谷鳥(niǎo)的時(shí)鐘，并發(fā)誓要用紙折一個(gè)。
我們知道，經(jīng)典折紙有一個(gè)最基本的要求，就是用一張紙，不能剪或撕。
羅伯特·J·朗
這個(gè)看似簡(jiǎn)單的規(guī)則，要折疊形狀如此復(fù)雜的鐘表卻是非常困難的。但他并沒(méi)有灰心。他根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，花了三個(gè)月的時(shí)間構(gòu)思輪廓和堆疊方法。在他無(wú)數(shù)次嘗試修改折疊方法后，他用了六個(gè)小時(shí)才用最后一口氣將其折疊出來(lái)。
左：羅伯特的折紙，右：真正的布谷鳥(niǎo)鐘
這只紙布谷鳥(niǎo)鐘，從擺錘、松果、鹿頭看都與真品一模一樣，讓他一舉成名。然而，當(dāng)時(shí)折紙對(duì)他來(lái)說(shuō)只是一種愛(ài)好，他沒(méi)有辦法養(yǎng)活自己和家人。于是，盡管在折紙界小有名氣，他還是去NASA尋找一份高薪工作。后來(lái)他成為美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的激光物理學(xué)家和研究員。
在 NASA 工作期間，羅伯特發(fā)表了 80 多篇相關(guān)物理研究論文。同時(shí)，他在半導(dǎo)體激光器、光學(xué)和集成光電子學(xué)領(lǐng)域擁有46項(xiàng)專(zhuān)利，并成為美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)會(huì)員。
美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室
但與此同時(shí)，他也越來(lái)越愛(ài)上了折紙網(wǎng)校頭條，這無(wú)疑讓他更加痛苦。經(jīng)過(guò)一番選擇，羅伯特放棄了自己的職業(yè)生涯，準(zhǔn)備迎來(lái)自己在 NASA 的第 13 個(gè)年頭。
幾乎所有認(rèn)識(shí)他的人都不敢相信他放棄了這么好的工作。面對(duì)震驚之人的質(zhì)疑，羅伯特坦言：“相比于物理研究物理學(xué)家歷史，他的人生追求其實(shí)就是折紙，而且是運(yùn)用了高科技的折紙。”
原來(lái)，早在8世紀(jì)，歐洲就開(kāi)始將數(shù)學(xué)幾何原理應(yīng)用到折紙上。但直到20世紀(jì)中葉，折紙藝術(shù)家仍然只是反復(fù)折疊了百余件已經(jīng)存在的經(jīng)典作品，折紙技術(shù)仍然停滯不前。
直到一位名叫吉澤彰的日本折紙藝術(shù)家出現(xiàn)。他利用新技術(shù)創(chuàng)作出許多創(chuàng)新的折紙作品。
現(xiàn)代折紙之父吉澤晃
這使得折紙熱潮空前高漲，許多國(guó)家都成立了自己的折紙協(xié)會(huì)。許多折紙藝術(shù)家開(kāi)始運(yùn)用分析抽象幾何設(shè)計(jì)、微積分等數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決折紙中遇到的問(wèn)題。當(dāng)然，羅伯特也不例外。放棄工作后，他也開(kāi)始專(zhuān)注于折紙與數(shù)學(xué)的創(chuàng)作。
本來(lái)以為各種方程的數(shù)學(xué)很無(wú)聊物理學(xué)家歷史，沒(méi)想到那些幾何圖案可以直接用在折紙上。
在羅伯特的努力下，折紙技藝有了新的突破。他創(chuàng)造了一種革命性的折紙方法，名為“元和包裝”。
迄今為止，折紙大師一直困惑如何折出栩栩如生的昆蟲(chóng)腿、翅膀和觸手。羅伯特的折紙方法可以將那些帶有圓角的部分包裹成方形部分而不需要折疊，從而模擬出真實(shí)的形狀。這讓羅伯特輕松解決了一個(gè)曾經(jīng)折紙大師無(wú)法解決的問(wèn)題。
羅伯特還利用他的數(shù)學(xué)知識(shí)開(kāi)發(fā)了一種用于制作復(fù)雜設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)折紙程序，稱(chēng)為折紙。
作為一款數(shù)學(xué)折紙軟件，它主要分為兩部分：第一，它可以根據(jù)編寫(xiě)的程序和數(shù)學(xué)知識(shí)，為你想要折疊的作品形成各種折痕。這些折痕也是作品成敗的關(guān)鍵。其次，羅伯特還將專(zhuān)業(yè)的折紙公理融入其中，讓他能夠根據(jù)第一步計(jì)算出正確的折疊順序。
依靠他的折紙技巧和計(jì)算程序，羅伯特能夠在沒(méi)有任何外力的情況下在一張紙上折疊出以前未知的形狀。
迄今為止，羅伯特已經(jīng)創(chuàng)作或繪制了超過(guò) 495 個(gè)復(fù)雜的新折紙模型，其中一些模型需要折疊數(shù)百次，其中包括圖案化的海龜、有紋理羽毛的猛禽、1,000 磅重的有鱗響尾蛇和爆米花大小的虱子。
羅伯特·折紙的作品
不僅如此，羅伯特還真正利用折紙技術(shù)幫助其他科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。
在此之前，NASA想要給衛(wèi)星配備太陽(yáng)能電池板，但如果想要將貨物“運(yùn)輸”到太空，對(duì)物品的體積和重量都有嚴(yán)格的要求。甚至太陽(yáng)能電池板也已經(jīng)使用了一些手風(fēng)琴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以使其更容易運(yùn)輸?shù)教铡５匀粺o(wú)法在較小的空間內(nèi)提供更大的表面積。
太陽(yáng)能電池板的致命弱點(diǎn)已經(jīng)成為一個(gè)宇宙性問(wèn)題，導(dǎo)致研究一次又一次陷入困境。只有想辦法把它折疊成緊湊的形狀，才能擺脫混亂。 NASA工作人員想出了一個(gè)方案：先將太陽(yáng)能電池板折疊起來(lái)，用飛行器運(yùn)送到太空，然后再打開(kāi)。
但如何折疊卻需要費(fèi)一番心思，而且如何保證打開(kāi)后太陽(yáng)能電池板的性能不會(huì)受到很大影響？他們對(duì)此感到困惑，現(xiàn)在輪到羅伯特大顯身手了。
羅伯特憑借自己在折紙方面的經(jīng)驗(yàn)和技巧，成功設(shè)計(jì)了可折疊的太陽(yáng)能電池板。不僅可以折疊成緊湊的形狀便于運(yùn)輸，而且還具有更大的表面積。同時(shí)，它還可以在發(fā)射時(shí)環(huán)繞衛(wèi)星，其部署不需要宇航員的協(xié)助。
可折疊太陽(yáng)能電池板
除了解決宇宙問(wèn)題之外，羅伯特還認(rèn)為折紙理論可以應(yīng)用于當(dāng)今的汽車(chē)安全、建筑、機(jī)器人生產(chǎn)、制造甚至醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
在實(shí)際應(yīng)用方面，他做出了巨大的貢獻(xiàn)。例如，折紙用于操作機(jī)器人、折疊血管支架、安裝折疊汽車(chē)安全氣囊等。
展開(kāi)的太陽(yáng)能電池板
羅伯特在 TED 演講中承認(rèn)，一開(kāi)始我用數(shù)學(xué)來(lái)制作折紙，只是為了讓東西變得更好看，但不經(jīng)意間它可能反過(guò)來(lái)解決現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題。
當(dāng)他放棄NASA，成為一名獨(dú)立折紙專(zhuān)家時(shí)，幾乎沒(méi)有人看好他的選擇。
羅伯特做夢(mèng)也沒(méi)想到的是，僅在美國(guó)，現(xiàn)在就有十多個(gè)國(guó)家資助的折紙行業(yè)應(yīng)用研究項(xiàng)目、近四十位大學(xué)折紙教授和無(wú)數(shù)這個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。
他們都相信，汽車(chē)安全、空間技術(shù)、建筑、機(jī)器人、制造和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的難題可以在傳統(tǒng)折紙藝術(shù)中找到解決方案。
例如，在太空技術(shù)方面，即使馬斯克成功發(fā)射了重載火箭，但將很多東西運(yùn)送到太空仍然不容易。由于體積大且缺乏靈活性，它們經(jīng)常遇到障礙，尤其是機(jī)器人。然而，2017年，NASA研究人員開(kāi)發(fā)出了一款小型但非常靈活的探索機(jī)器人。
機(jī)器人
它可以折疊成巴掌大小，可以輕松放入大型飛船中攜帶到其他星球。同時(shí)，它可以在狹小或惡劣的空間內(nèi)自由移動(dòng)，執(zhí)行探索任務(wù)。這款名為機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于一種傳統(tǒng)技藝：折紙。
機(jī)器人
誰(shuí)也沒(méi)有想到，這只是折紙的童年記憶，卻有可能解決工業(yè)領(lǐng)域的各種問(wèn)題。
作為折紙的先驅(qū)，羅伯特可能只是想用他的專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)解釋他的興趣。我沒(méi)想到，在把折紙玩到極致的同時(shí)，我可能會(huì)完成更多不可思議的事情。
長(zhǎng)期以來(lái)，很多人都說(shuō)玩物可以消磨人的志向，卻忘記了玩物也可以滋養(yǎng)人的志向。關(guān)鍵在于你玩什么以及如何玩。
*參考
采訪羅伯特·J·朗：折紙藝術(shù)中的數(shù)學(xué)奧秘郎：“折疊方式新”。 TED齊魯One Point：美國(guó)物理學(xué)家辭去NASA工作，專(zhuān)注于折紙，出版了8本書(shū)
