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折纸里的数学之美:雕塑与科学的碰撞

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折纸:雕塑与数学的相遇

数学折纸:挑战不可能

计算折纸理论家埃里克·德梅因突破了折纸的界限,创作出挑战传统认知的雕塑,颠覆了人们对纸张折叠可能性的理解。通过在同心正方形中交替进行山谷折叠,德梅因实现了此前不可能的双曲抛物面,这是一种曾被认为在折纸中无法实现的形状。

秘密在于德梅因创造的复杂折痕图案,由此产生的结构“弹出马鞍形”,类似于品客薯片。德梅因的雕塑不仅在视觉上令人惊叹,还提出了有关纸张折叠力学的基本问题。

折纸的历史

折纸的起源可以追溯到 1797 年的日本,当时秋里利朝出版了《千羽鹤折形》一书。在 19 世纪,折纸成为欧洲流行的课堂活动,20 世纪 50 年代,在日本艺术家吉泽章的指导下,折纸作为一种现代艺术形式出现。

当代折纸艺术家,如埃里克·朱艾瑟和罗伯特·朗,进一步突破了极限,创作出栩栩如生的动物和人物形象以及复杂的构图,并在卢浮宫和现代艺术博物馆等著名机构展出。

折纸与数学

折纸与数学,特别是几何学有着深厚的联系。最早出现在 1721 年一本日本著作中的折叠切割问题,询问通过折叠一张矩形纸并进行一次切割,可以创建多少种不同的形状。德梅因对这个问题进行了几个世纪以来的解答,证明了只要有正确的几何蓝图,任何形状都是可能的。

计算折纸

计算机程序彻底改变了折纸领域。TreeMaker 和 Origamizer 等软件允许用户设计和探索复杂的折痕图案,从而能够创建精细且创新的形状。

折纸的实际应用

除了艺术价值之外,折纸还在各个领域找到了实际应用。汽车制造商利用折纸数学来设计可高效折叠的安全气囊。工程师正在探索在纳米制造中使用折纸结构,创造可以转化为 3D 形状的平面物体。此外,折纸原理还有助于设计合成抗病毒蛋白。

父子搭档

埃里克·德梅因和他的父亲马丁合作创作出令人着迷的折纸雕塑。他们的作品在史密森尼学会的伦威克画廊展出,展示了艺术与数学的交汇点。

折纸的魅力

折纸继续吸引着艺术家和数学家,提供了创造力、精确性和问题解决的独特结合。正如德梅因所说:“我们找到一个激发新艺术的数学问题,也找到一个激发新数学的艺术问题。”

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