你相信吗,这个世界是褶皱的

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不光我们的脸会出现皱纹，自然界中到处都是褶皱：大到喜马拉雅山，小到ＤＮＡ，万物都被折叠着。

无处不在的褶皱

皱纹在皮肤上画出深深的印记，有些直得就像是用尺画出的，而有些则弯弯曲曲。当我们面对镜子做鬼脸的时候，就能完全控制脸上的各种“地形”。而一旦恢复原状，我们就会意识到，原来主宰我们的脸的其实不是我们自己，而是生活。岁月在我们的脸上留下了它的印记――皱纹。

接受皱纹也不是天生的，这需要学习。每个人都可能有自己的方法。比如，有人会对着镜子说：“我不是天底下唯一一个有皱纹的人。”如果镜子会说话，它也许会这样回答：“不错，这样的事情我们见得多了。不光你们人类的皮肤会有皱纹，如果你仔细看的话，没有什么东西是没有皱纹的。”

镜子说的没错，在我们的地球上，几乎万物都有皱纹。不论圣安地列斯断层或是喜马拉雅山，都是大自然以它无法抗拒的力量所形成的褶皱。在微观世界中，自然的力量显得更温和一些，但结果却是一样的：人体细胞核中的DNA链也有褶皱；我们体内的蛋白质分子同样也是折叠起来的。放眼望去，褶皱无处不在。

褶皱到底有什么奥妙，以至于万物都遵循着这个造物法则。其答案就是：褶皱可以让自然界在需要的时候从二维平面结构过渡到三维立体结构。听起来这好像很抽象，其实一点都不。DNA链如果摊开的话有两米半那么长，只有借助于折叠所形成的三维结构，小小的细胞核才能容得下那么长的DNA链。

除了地球以外，天体物理学家们甚至在宇宙空间中也发现了褶皱。阿尔伯特・爱因斯坦早在100年前就在他的相对论中提到：空间并不是平直的，而是被天体的质量所扭曲。质量越大，扭曲的程度越高，也就越接近于褶皱。这样，我们甚至可以想象整个宇宙都是折叠的。

折叠的艺术

早在公元110年左右，人们便开始折叠人物、花鸟、动物等。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他手段。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。数学家对此产生了兴趣，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。

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”，正在研发中的还有用于手机或DVD播放机上的可折叠的显示屏。

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・朗解释道：“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。”

折纸艺术在日常生活中的运用远比我们想象的要多。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。设计软件告诉他们，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制造汽车的钢材的分子结构中。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。英国与美国的科学家共同研制出了“折叠式血管支架”。这是一种细小的金属管，用于救治心肌梗死的病人。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。

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。

自然界的褶皱与仿生学

早在远古时代，大自然就能完美地运用折叠的技巧，这一点对于新兴的学科――仿生学来说无疑是雪中送炭。

日本宇宙航空开发机构已经成功地将一个直径超过10米的太阳帆送上太空，这个太阳帆按照花的模式被折叠起来后，厚度只有7．5微米。研究人员希望这样的太阳帆在未来能为宇宙飞船提供动力。

海洋生物学家又为褶皱技术找到了新的用途。他们发现了淡菜的壳上不会附着其他生物的原因是壳的表面布满了细小的褶皱。根据他们的发现，在船体上制造一些微小的褶皱就能防止海洋生物附着。

在摩托车运动衣的发展上，自然界的褶皱技术也助了一臂之力。穿山甲那一身厚重的“盔甲”一点也没有影响到它们自如地活动，原因就在于它们的盔甲能像皮肤那样折叠起来，有时候还相互重叠，这样，身体就能自如地弯曲。科学家由此得到灵感，在摩托车服的背部、臀部和膝盖部位设计了像穿山甲盔甲那样的褶皱，这是一个两全其美的办法，既高度保证了安全，又最大限度地保持了灵活性。

自然界褶皱技术在仿生学领域中最令人激动的成果来自美国波士顿的麻省理工学院。在那里，科学家们借助折纸程序研究蛋白质微小的褶皱结构。他们的目的是想实现人工仿制这些褶皱，以此来找到一些不治之症的治疗方法。长长的蛋白质分子链的折叠方式决定了它是一个“好”蛋白质还是“坏”蛋白质。如果一个蛋白质以错误的方式折叠起来，就可能有致命的影响。库贾氏病和疯牛病的原因就在于某种蛋白质的折叠结构发生了异常。蛋白质“错误”的折叠结构导致蛋白质的功能紊乱――这类似于遗传物质发生的致病性突变。而“正确”的蛋白质折叠结构则能为身体提供健康的原材料。

如果对蛋白质的折叠结构能有更深入的了解，医学界就可以实现一个伟大的梦想：人工合成“好”的蛋白质，使之与体内自然生成的蛋白质具有同样的功能。这样，人们就能以这样的蛋白质为原料生产出治疗诸如疯牛病和老年痴呆病这样的顽症的药物了。

巨大的褶皱

可以说，人们正站在通向生命内部微观世界的门前，而打开这扇门的钥匙就是褶皱。除此之外，褶皱也是打开通往宇宙宏观世界大门的钥匙，美国宾夕法尼亚州州立大学引力物理与几何研究所主任阿贝・阿西提卡和他的研究团队对此深信不疑。

阿贝・阿西提卡提出了一个让人瞠目结舌的全新的宇宙模型，其理论基础就是褶皱。现在普遍认为宇宙的起源来自于140亿年前的大爆炸，时间和空间都是那个时候形成的。但阿贝・阿西提卡却认为宇宙并不产生于大爆炸，而是源自于一个更早的宇宙：更早的宇宙在它即将结束生命的时候就像手风琴那样折叠成很小的体积，随后又开始展开，直至形成一个新的宇宙，所有的物质，包括所有恒星、行星、卫星，以及人和动植物在内的所有一切构成了一个巨大的褶皱。这是一个大胆的推测，尽管引起了轰动，但还没有得到多数人的认可。关于褶皱，怎么去谈论、怎么去猜想、怎么去探讨都不为过，因为褶皱无处不在。