給孩子最好的科學教育你能相信嗎，有一位物理學家放棄了在NASA(美國國家航空航天局)十三年優(yōu)越的工作，甘愿跑去玩折紙。可是，他不僅將折紙
給孩子最好的科學教育
你能相信嗎，有一位物理學家放棄了在NASA(美國國家航空航天局)十三年優(yōu)越的工作，甘愿跑去玩折紙。
可是，他不僅將折紙玩出了歷史新高度，還用折紙原理解決了太空難題，可謂是真正玩折紙上了天。
羅伯特·J·朗出生在美國俄亥俄州的一個普通家庭里。
6歲那年，他就被折紙書所吸引，照著它來用紙制作玩具。到了10歲，他不僅將書里的模型折了個遍，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(yè)。
他一路過關(guān)斬將考上了著名的斯坦福大學。優(yōu)秀的成績讓羅伯特得以繼續(xù)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(yè)。
他創(chuàng)作了近百件復雜而精妙的折紙作品，比如需要數(shù)百次折疊的海龜。
在進行博士后研究的期間，他十分鐘愛一種叫布谷鳥的鐘，并發(fā)誓自己要用紙疊出一個來。
經(jīng)典折紙有一個最基本的要求就是，使用一張紙，不許將它剪開或撕裂。
羅伯特·J·朗
這看似簡單的規(guī)律卻很難適用于鐘的折疊。
但他毫不氣餒，根據(jù)自己已有的經(jīng)驗，整整花了三個月的時間去構(gòu)思輪廓和疊法。在他嘗試無數(shù)次之后，終于一口氣花了六個小時將它折了出來。
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，折紙只是一個興趣愛好而已，還沒有辦法養(yǎng)活自己和家人。所以，盡管在折紙界小有名氣，他仍選擇去 NASA 從事有好收入的工作。
之后，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(xù)發(fā)表了80多篇物理學的論文。
同時，他在半導體激光器、光學，以及集成光電子學等領(lǐng)域有46項專利，并成為了美國數(shù)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，這也讓他越發(fā)痛苦。經(jīng)過一番選擇后，羅伯特放棄了他在 NASA 的事業(yè)。
認識他的人都不敢相信他放棄了如此難得的工作。但比起物理研究，他的人生追求其實是折紙，而且是利用高科技的折紙。
但千萬別小看折紙藝術(shù)，實際上把它叫做“折紙科技”更合適。
早在8世紀，歐洲的科學家就開始嘗試將幾何學原理應用到折紙當中。但直到20世紀中葉，折紙愛好者們?nèi)耘f只能重復折疊早已存在的一百多種經(jīng)典作品，折紙的技術(shù)一直停滯不前。
直到日本有一個叫吉澤章的折紙藝術(shù)家出現(xiàn)，他運用新技術(shù)創(chuàng)作出了創(chuàng)意滿滿的折紙作品。
現(xiàn)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(xié)會。許多折紙愛好者開始運用解析抽象幾何、微積分等數(shù)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 NASA 的工作后也開始專注將折紙與數(shù)學聯(lián)系在一起進行創(chuàng)作。
在羅伯特的努力下折紙技術(shù)有了新的突破，他和吉澤章各自獨立開創(chuàng)了一種革命性的折紙法，稱之為“圓河包裝”。
在此之前，關(guān)于如何折疊出逼真的昆蟲腿部、翅膀和觸角的問題一直困擾著折紙大師們。
用圓河包裝折法設計的蝎子(左)和折法(右)，因為這種折法需要繪制一些圓和一些條狀物，因此叫做圓河包裝
羅伯特和吉澤章的圓河包裝折法能讓圓角包入方形里而無需經(jīng)歷折疊，這種方法可以逼真地模擬出生物的外形。這個曾經(jīng)令折紙大師們苦思冥想的問題被羅伯特輕而易舉地化解了。
羅伯特還利用自己的數(shù)學知識，開發(fā)出了用于制作復雜設計的計算機折紙程序， 被稱為 TreeMake。
作為一款數(shù)學折紙的軟件，它主要分為兩部分：首先它可以根據(jù)你的目標輸出折痕，這些折痕也是作品成敗的關(guān)鍵。
其次，這個程序還可以在第一步的基礎(chǔ)上計算出每道折痕正確的折疊順序。
羅伯特靠著自己的折紙技能和計算程序，能在無需借助任何其他輔助工具的情況下在一張紙上折出史無前例的形狀。
迄今為止，羅伯特已經(jīng)創(chuàng)造了超過649個復雜的新折紙模型，比如海龜、猛禽、響尾蛇和爆米花大小的虱子。
羅伯特折紙的作品
不只如此，羅伯特還利用折紙技術(shù)去幫助其他科學領(lǐng)域的發(fā)展。
在這之前，NASA 想給衛(wèi)星配上太陽能板，但是想要往太空“運貨”，物品的體積和重量都有嚴格要求。就算太陽能電池板已經(jīng)使用了一些手風琴結(jié)構(gòu)的設計，但它依舊不能夠在更小的空間內(nèi)裝入更大的表面面積。
太陽能板小不了的死穴使研究一再陷入了困境。只有想方設法把它折疊成小巧的樣子，才能夠沖出瓶頸 。
NASA 工作人員提出了一個方案：先將太陽能板折疊起來，用運載工具運到太空后，再把它打開。
但怎么折疊呢?如何保證打開后太陽板的表現(xiàn)不會大打折扣呢?他們對此一頭霧水，這時候就輪到羅伯特大顯身手了。
羅伯特根據(jù)自己的經(jīng)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板。
它不僅在運輸?shù)臅r候能折疊成小巧的樣子，而且具有很大的表面積。同時它還能在發(fā)射的時候纏繞在衛(wèi)星上，它的展開也不需要宇航員的協(xié)助。
折疊的太陽能板
羅伯特還認為，折紙理論可以應用到現(xiàn)今的汽車安全、建筑學、機器人生產(chǎn)，制造甚至醫(yī)藥等領(lǐng)域。
在實際應用方面，他做出了很大貢獻。比如用折紙來實現(xiàn)機械手的操作、血管支架的折疊、以及汽車安全氣囊的折疊等。
展開的太陽能板
羅伯特在一次 TED 演講中坦言，最初他用數(shù)學做折紙，只是想做一些更好看好玩的東西，但不經(jīng)意間居然還能解決現(xiàn)實世界中的難題。
當初放棄 NASA 成為獨立的折紙藝術(shù)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(xiàn)在僅僅在美國就有十幾個由聯(lián)邦政府撥款的折紙工業(yè)應用研究項目，有近四十位大學折紙教授以及無數(shù)以此為專業(yè)的學生。
他們都相信，諸如汽車安全、太空科技、建筑學、機器人技術(shù)、制造業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等許多領(lǐng)域中的難題，都能在折紙這種傳統(tǒng)藝術(shù)中找到解決方案。
就比如在太空技術(shù)上，即便馬斯克成功發(fā)射了重載火箭，但將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 就研發(fā)出了一種體積很小但卻十分靈活的探索機器人。
PUFFER機器人
它可以折成巴掌大的樣子，能夠被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(huán)境惡劣的空間中來去自如，并執(zhí)行探索任務。
這款被命名為 PUFFER 的機器人的設計靈感也正是來自于折紙。
PUFFER的機器人
誰也沒想到，已成為許多人童年回憶的折紙，竟能解決工業(yè)領(lǐng)域的種種難題。作為折紙技術(shù)先驅(qū)的羅伯特，當年也只是單純地想用自己的專業(yè)來進一步讓自己的愛好變得更有趣。
不曾想，在將折紙玩到極致的同時，他也完成了許多不可思議的事情。一直以來，很多人說玩物喪志，卻忘記了玩物亦可養(yǎng)志。
