喜馬拉雅山脈
自然界的褶皺與仿生學
早在遠古時代，大自然就能完美地運用折疊的技巧，這一點對于新興的學科仿生學來說無疑是雪中送炭：仿生學的宗旨就在于以自然界為榜樣發展新的技術(關于仿生技術相關文章可見《新知客》創刊號)。與折紙藝術一樣，自然界中的折疊技術也已經應用于技術領域。
日本宇宙航空開發機構已經成功地將一個直徑超過10米的太陽帆送上太空，這個太陽帆的的厚度只有7.5微米，按照花的模式被折疊起來。研究人員希望在未來這樣的太陽帆能為宇宙飛船提供動力：來自太陽的光子風能推動太陽帆前進。
基爾的海洋生物學家瓦勒莉亞·貝爾斯又為褶皺技術找到了新的用途。她發現了淡菜殼上不會附著其它生物的原因，是因為殼的表面布滿了細小的褶皺。貝爾斯認為：“這種類似于波紋鐵皮的結構能防止這些生物在上面寄居，因為在上面找不到足夠的附著點。”根據她的觀點，如果在船體上制造一些微小的褶皺就能防止海洋生物附著，而目前輪船用的是有毒的保護涂層。
在時髦的摩托車運動衣的發展上，自然界的褶皺技術也助了一臂之力。來自于茨維考的西薩克森大學時裝設計專業的學生在近距離觀察了穿山甲以后，發現為什么它厚重的盔甲一點也沒有影響到它自如地活動，原因就在于它的盔甲能像皮膚那樣折疊起來，有時候還相互重疊，這樣，身體就能自如地彎曲。
學生們由此得到靈感，想到了一個聰明的辦法，把這樣的機構移植到摩托車服裝上。在背部、臀部和膝蓋部位設計像穿山甲盔甲那樣的褶皺，這是一個兩全其美的辦法，既高度保證了安全，又最大限度地保持了靈活性。根據這個理念設計的帶裂縫的皮衣很快就會問世。
自然界褶皺技術在仿生學領域中最令人激動的成果來自美國波士頓的麻省理工學院。在這里，科學家埃里克·德梅恩借助折紙程序研究了蛋白質微小的褶皺結構。他們想實現人工仿制這些褶皺，以此來找到一些不治之癥的治療方法。
褶皺對于蛋白質性質的意義，直到最近才得到足夠的重視。長長的蛋白質分子鏈的折疊方式決定了它是一個“好”蛋白質還是“壞”蛋白質。埃里克·德梅恩說：“如果一個蛋白質以錯誤的方式折疊起來，就可能有致命的影響。
庫賈氏病和瘋牛病的原因就在于某種蛋白質的折疊結構發生了異常。”蛋白質“錯誤的”折疊結構導致蛋白質的功能紊亂——這類似于遺傳物質發生的致病性突變。而“正確的”蛋白質折疊結構則能為身體提供健康的原材料。
目前專家們打算用最先進的計算機仿真以及激光攝影技術來解開它的秘密。如果對蛋白質的折疊結構能有更深入的了解，醫學界就可以實現一個偉大的夢想：人工合成“好”的蛋白質，可以和體內自然生成的蛋白質具有同樣的功能。長久以來，人們就希望可以用這樣的蛋白質為原料生產出治療諸如瘋牛病和老年癡呆病這樣的頑癥的藥物。
我們如何讓人造蛋白質像天然蛋白質那樣進行折疊？在人體內這種折疊在眨眼之間就可以完成，盡管在理論上蛋白質的折疊方式是個天文數字：一個由100個氨基酸構成的分子可能有10100種不同的空間結構，如果一個個進行嘗試的話，費時可能與宇宙形成到其消亡相當。幸運的是自然界優化了這個過程，所需時間大大縮短：60%的氨基酸鏈只有兩種二級結構——a螺旋結構和類似于手風琴的b片狀結構。盡管這兩種結構還要進一步組合成更復雜的結構，但這樣已經能節省不少時間。
所以研究人員希望能夠讀懂蛋白質的結構，并將這些知識用于臨床治療。他們預計在兩年內能破譯細胞中蛋白復雜結構中最初的一些過程。哈勒-維騰堡的馬丁路德大學的蛋白質研究專家克里斯蒂安·許柏納博士認為：“修正蛋白質結構中的錯誤還是很遙遠的事。”
盡管如此，這卻是完全有可能實現的。如果誰在這方面取得突破性的成就，就完全可能獲得諾貝爾獎。
巨大的褶皺
可以這么說，人們正站在通向生命內部微觀世界的門前，而打開這扇門的鑰匙就是褶皺。除此之外，褶皺也是打開通往宇宙宏觀世界大門的鑰匙，美國賓夕法尼亞州立大學引力物理與幾何研究所主任阿貝·阿西提卡(Abhay
Ashtekar)和他的研究團隊對此深信不疑。
阿貝·阿西提卡提出了一個讓人瞠目結舌的全新的宇宙模型，其理論基礎就是褶皺。現在一般認為宇宙的起源來自于140億年前的大爆炸，時間和空間都是那個時候從無到有的形成的——因此諸如“在此之前是什么樣的”這樣的問題是毫無意義的。
但阿貝·阿西提卡并不那么認為，他是環圈量子引力理論的創始者之一，“阿西提卡(Ashtekar)變量”就是以他命名的。這位印度學者認為宇宙并不產生于大爆炸，而是源自于一個更早的宇宙：這個宇宙在它行將結束生命的時候就像手風琴那樣折疊成很小的體積，隨后又開始展開，直至形成一個新的宇宙。
所有的物質，包括所有恒星、行星、衛星，以及人和動植物在內的整個宇宙，所有這一切構成了一個巨大的褶皺——這是一個大膽的推測，盡管引起了轟動，但還沒有得到多數人的認可。但這是一個很有趣的觀點。因為關于褶皺，怎么去談論、怎么去猜想、怎么去探討都不為過。褶皺在醫學、宇宙學或其它學科中的重要意義，用另一句話來說：就是褶皺無處不在。
（編輯：王晶 來源：新浪）
