Robert Lang xếp origami kiểu mới

Bài thuyết trình của tôi có tên là "Chim Đập Cánh và Kính Viễn Vọng" Có vẻ chúng chẳng liên quan gì đến nhau cả, nhưng tôi hi vọng vào cuối 18 phút tới, bạn sẽ thấy sự liên kết. Nó nằm ở origami. Vậy tôi sẽ bắt đầu. Origami là gì? Nhiều người cho rằng họ hiểu origami. Là những thứ này: chim vỗ cánh, đồ chơi, trò đông tây nam bắc (cootie catcher), đại loại như thế. Origami từng là như thế. Nhưng nó đã trở thành một thứ khác. Nó đã trở thành một nghệ thuật, một dạng điêu khắc.

Điểm đặc trưng của nó -- điều đã làm nên origami -- là ở cách chúng ta tạo hình bằng gấp xếp giấy. Bạn biết đấy, nó rất xưa rồi. Đây là một cái đĩa từ năm 1797. cho thấy những người phụ nữ chơi thứ đồ chơi này. Nếu nhìn kĩ, nó có hình dạng như một con hạc. Bất kì đứa trẻ Nhật Bản nào đều học cách xếp hạc. Vậy nghệ thuật này đã xuất hiện hàng trăm năm trước, và bạn nghĩ thứ gì lâu đời như thế -- thì sẽ thật hạn chế, gấp đơn thuần những gì làm được thì đã được làm từ lâu rồi. Và đó có thể là vấn đề.

Nhưng trong thế kỉ hai mươi, đã xuất hiện một nghệ nhân xếp hình Nhật Bản tên là Yoshizawa, ông đã sáng chế hàng chục nghìn mẫu mới. Quan trọng hơn cả, ông đã tạo ra một ngôn ngữ, một phương tiện để giao tiếp, một kiểu mật mã với những chấm, gạch và mũi tên. Nghe lại buổi nói chuyện của Susan Blackmore, hiện tại chúng ta có một phương tiện truyền thông tin với tính kế thừa và chọn lọc và chúng ta đều biết việc đó sẽ dẫn tới đâu. Và điều thay đổi origami là những thứ như thế này. Đây là một tác phẩm origami -- một mảnh giấy, không cắt, chỉ có nếp gấp, hàng trăm nếp gấp. Cái này cũng là origami, và nó cho thấy chúng ta thay đổi như thế nào trong thế giới hiện đại. Chân thực. Chi tiết. Bạn có sừng, gạc -- thậm chí, nếu nhìn kĩ, có những móng.

Nó đặt ra một câu hỏi: điều gì đã thay đổi? Và đó là một thứ mà bạn không ngờ tới trong nghệ thuật, toán học. Đó là, con người ứng dụng các quy tắc toán học vào nghệ thuật, và khám phá những quy luật tiềm ẩn. Điều đó dẫn tới một công cụ kì diệu. Bí quyết của sự hiệu quả trong nhiều lĩnh vực -- và trong origami -- là để người chết làm việc thay cho bạn.

(Tiếng cười)

Vì khi đó bạn có thể lấy trở ngại của mình và biến nó thành một thứ mà đã được giải quyết và sử dụng kết quả của họ. Tôi muốn kể về việc đó trong origami. Origami xoay quanh những đường gấp. Đường gấp bạn thấy ở đây là bản vẽ kĩ thuật ở dưới tất cả của một tác phẩm origami. Và bạn không thể đơn giản vẽ chúng bằng trí tưởng tượng. Chúng phải tuân theo bốn nguyên tắc đơn giản. Chúng rất đơn giản, rất dễ hiểu. Nguyên tắc đầu tiên là màu đôi. Bạn có thể tô bất cứ ô gấp nào với chỉ hai màu mà không có các ô cùng màu trùng cạnh nhau. Về hướng của các nếp gấp tại bất kỳ giao điểm nào -- số nếp gấp cao (mountain fold) và số nếp gấp sâu (valley fold) -- luôn cách nhau hai con số. Hơn hai hay kém hai. Không còn gì khác. Nếu bạn nhìn vào các góc xung quanh một nếp gấp, thì sẽ thấy rằng khi đánh số các góc theo vòng tròn, tất cả góc số chẵn sẽ làm thành một đường thẳng, tất cả góc số lẻ sẽ làm thành một đường thẳng. Và nếu bạn nhìn cách mà các lớp giấy chồng lên nhau, bạn sẽ nhận thấy rằng cho dù chồng những nếp gấp và lớp giấy lên nhau bằng cách nào, một tấm giấy không bao giờ có thể đi xuyên qua một nếp gấp. Vậy đó làm bốn nguyên tắc cơ bản. Đó là những gì bạn cần trong origami. Toàn bộ origami đến từ đó.

Có lẽ bạn sẽ nghĩ, "Liệu bốn luật cơ bản có thể sản sinh ra độ phức tạp như thế?" Nhưng thật ra, quy luật của cơ học lượng tử còn có thể viết ra một chiếc khăn ăn, và chúng chi phối toàn bộ hóa học, toàn bộ đời sống, lịch sử. Nếu chúng ta tuân theo những quy luật này, ta có thể làm nên những điều kì diệu. Trong origami, để làm theo những quy luật này, chúng ta có thể lấy những mẫu đơn giản -- như chi tiết gấp lặp đi lặp lại này, gọi là "kết cấu" -- và tự nó thì chẳng là gì cả. Nhưng khi tuân theo quy tắc của origami, chúng ta có thể gắn kết cấu đó với những chi tiết khác mà có thể cực kì đơn giản, nhưng khi đặt với nhau, ta có thứ gì đó khác hơn một chút. Con cá này, 400 vảy -- cũng là một hình vuông liền lạc, chỉ có nếp gấp. Và nếu không muốn gấp 400 cái vảy, bạn có thể lùi lại và làm một vài thứ, và thêm những tấm mai rùa, hoặc ngón chân. Hoặc có thể nâng cấp lên 50 ngôi sao trên một lá cờ, với 13 sọc. Và nếu bạn muốn làm thứ gì thật điên khùng, con rắn chuông 1,000 vảy. Anh chàng này đang được trưng bày ở dưới lầu, hãy ghé qua khi bạn có cơ hội.

Công cụ kì diệu nhất trong origami liên quan tới cách mà chúng ta miêu tả các phần của sinh vật. Tôi có thể diễn tả bằng một phương trình đơn giản. Chúng ta có một ý tưởng, kết hợp nó với một hình vuông, và bạn có một tác phẩm origami.

(Tiếng cười)

Điều quan trọng là chúng ta diễn tả điều gì bằng những biểu tượng ấy. Có thể bạn cho rằng, "Có thể nào cụ thể như vậy không? Ý tôi là, con bọ cánh cứng này-- nó có hai càng ở hàm, nó có ăng-ten. Có thể cụ thể đến từng chi tiết như vậy không?" Thật vậy, bạn thực sự có thể. Vậy làm điều đó ra sao? Chúng ta chia nó thành vài bước nhỏ hơn. Vậy để tôi mở rộng phương trình đó ra. Tôi khởi đầu với ý tưởng. Tôi trừu tượng hóa nó. Cái gì là thể trừu tượng nhất? Là hình cây. Từ hình cây, tôi bằng cách nào đó phải đến được một hình xếp mà mỗi phần trong vật thể đều hiện diện, một cánh cho mỗi chiếc càng. Và khi đã xong bản gấp, còn được gọi là phần thô, bạn có thể làm những cái càng thon hơn, bạn có thể bẻ nó, bạn có thể biến nó thành hình dạng hoàn chỉnh.

Bước đầu tiên, khá dễ. Tìm ý tưởng, vẽ một sơ đồ cây. Bước cuối cùng không quá khó khăn, nhưng bước ở giũa -- đi từ một miêu tả trừu tượng đến một hình gấp -- thì khó đấy. Nhưng đó là nơi mà toán học có thể giúp chúng ta vượt chướng ngại vật. Và tôi sẽ cho tất cả các bạn thấy cách làm điều đó để các bạn có thể ra khỏi đây và gấp cái gì đó. Chúng ta sẽ bắt đầu đơn giản. Phần thô này có nhiều cánh. Chúng ta sẽ học cách làm một cái. Bạn sẽ gấp một cái cánh như thế nào? Lấy một hình vuông. Gấp nó làm đôi, gấp làm đôi, gấp lần nữa, cho đến khi nó thật dài và thon, và chúng ta sẽ gọi nó là một cái cánh. Tôi có thể dùng nó cho một cái chân, cái tay, hay thứ gì như vậy.

Phần giấy nào đã cho ra cái cánh đó? Nếu tôi mở nó ra và trở lại các nếp gấp, bạn có thể thấy góc trái trên của hình này là phần giấy dùng để gấp cái cánh đó. Vậy đó là cái cánh, và phần giấy còn lại là phần thừa. Tôi có thể dùng nó cho thứ gì khác. Ờ, có những cách khác để xếp một cái cánh. Một cái cánh có thể có nhiều phương điện khác. Nếu làm cánh nhỏ, tôi có thể dùng ít giấy hơn. Nếu tôi làm nó nhỏ nhất có thể, tôi sẽ đạt đến giới hạn nhỏ nhất của giấy. Ở đây bạn có thể thấy, nó cần một phần tư vòng tròn để làm một cái cánh. Còn nhiều cách khác nữa. Nếu tôi đặt cái cánh trên cạnh, nó chỉ cần nửa vòng tròn. Và nếu làm từ chính giữa, nó cần một vòng tròn. Bằng cách nào đi nữa, nó luôn cần một góc hình tròn của tờ giấy. Bây giờ hãy nâng mức độ lên. Giả sử tôi muốn làm thứ gì đó có nhiều cánh. Tôi sẽ cần gì? Cần rất nhiều hình tròn.

Và trong thập niên 1990, các nghệ nhân origami đã khám phá ra những quy luật này và nhận thấy rằng ta có thể làm được nhiều hình dạng phức tạp tùy ý chỉ bằng cách chia vòng tròn. Và đây là lúc mà người chết giúp chúng ta, bởi vì nhiều người đã nghiên cứu vấn đề chia vòng tròn. Tôi có thể dựa vào quá khứ rộng lớn của những nhà toán học và nghệ sĩ đã tìm hiểu chia vật tròn và cách sắp xếp. Và tôi có thể dùng những quy luật đó để tạo ra các hình origami. Vậy chúng tôi phát hiện ra các quy tắc mà dựa vào đó bạn chia vòng tròn, bạn thêm vào vòng tròn những đường kẻ dựa vào nhiều quy tắc nữa, sẽ cho bạn các nếp gấp. Những nếp gấp này làm thành phần thô. Bạn xếp phần thô. Bạn có một hình hoàn chỉnh -- ở đây là một con gián. Thật đơn giản.

(Tiếng cười)

Nó đơn giản đến nỗi một chiếc máy tính có thể làm được. Có thể bạn sẽ cho rằng "Ờ thì, nó mà đơn giản?" Nhưng với máy tính -- bạn cần phải mô tả mọi thứ bằng một ngôn ngữ đơn giản, và với cái này thì chúng ta có thể. Tôi viết một chương trình một vài năm trước tên là TreeMaker, bạn có thể tải về từ website của tôi. Nó miễn phí, chạy trên tất cả các hệ điều hành lớn -- kể cả Windows.

(Tiếng cười)

Bạn chỉ cần vẽ một hình cây, và nó sẽ tính toán kiểu gấp. Nó chia vòng tròn, tính toán kiểu gấp, và nếu bạn dùng hình cây mà tôi mới đưa ra -- mà có thể gọi là một con hươu, nó có gạc -- bạn sẽ có kiểu gấp này. Nếu bạn lấy kiểu này, gấp theo những đường chấm chấm, bạn sẽ có một bản thô mà sau đó có thể tạo hình một con hươu, với đúng kiểu gấp mà bạn muốn. Và nếu bạn muốn một kiểu hươu nai khác, không phải nai Virginia nhưng là con la, hay nai sừng tấm, bạn thay đổi sự sắp đặt, và bạn có thể làm một con nai sừng tấm. Hoặc một con nai sừng tấm Bắc Mĩ. hoặc thật sự là bất cứ con nào khác. Những kĩ thuật này đã cách mạng origami. Chúng tôi nhận ra là có thể làm côn trùng, nhện, thứ nào gần như vậy, thứ có chân, thứ có chân và cánh, thứ có chân và râu. Và nếu xếp một con bọ ngựa từ một hình vuông liền lạc không đủ thú vị, bạn có thể xếp hai con bọ ngựa từ một hình vuông. Cô ấy đang ăn anh ấy. Tôi gọi nó là "Giờ Ăn Nhẹ".

Bạn không chỉ xếp được côn trùng. Cái này -- bạn thêm vào chi tiết, móng và vuốt. Một con gấu xám có vuốt. Con cóc này có ngón chân. Thật ra, nhiều người trong origami thêm ngón chân vào vật mẫu của họ. Ngón chân giờ đã trở thành một "tập quán" origami bởi vì ai cũng làm nó. Bạn có thể làm nhiều vật thể khác nhau. Đây là một cặp nhạc công. Người chơi guitar là từ một hình vuông riêng lẻ, người chơi bass từ một hình vuông khác. Và nếu bạn cho rằng, "Ờ, nhưng guitar, bass -- chẳng hấp dẫn tí nào. Hãy làm một thứ nhạc cụ phức tạp hơn." Vậy thì bạn có thể làm đàn organ.

(Tiếng cười)

Và điều này đã cho ra đời một loại origami-theo-nhu-cầu. Bây giờ mọi người có thể nói, "Tôi muốn chính xác thế này và thế này," và bạn có thể xếp ngay tức khắc. Và đôi lúc bạn sẽ tạo ra một thứ nghệ thuật hàn lâm, đôi lúc bạn sẽ kiếm tiền bằng những tác phẩm thị trường. Nhưng tôi muốn cho bạn xem một số ví dụ. Tất cả những gì bạn thấy ở đây, trừ chiếc xe hơi, là origami.

(Video)

(Vỗ tay)

Cho bạn biết thêm, cái này thực sự là giấy gấp. Máy tính làm mọi thứ chuyển động nhưng những thứ này là những vật thể thực được chúng tôi tạo ra. Và origami không chỉ để cho những hiệu ứng hình ảnh, mà nó còn tỏ ra rất hữu ích trong thế giới thực. Ngạc nhiên làm sao, origami và những cấu trúc mà chúng ta đã phát triển trong origami thực ra có những ứng dụng trong y dược, trong khoa học, không gian, trong cơ thể, điện tử gia dụng và nhiều thứ nữa.

Tôi muốn cho bạn thấy một vài ví dụ. Một trong những thứ tiên phong là kiểu này, kiểu gấp này, được nghiên cứu bởi Koryo Miura, một kĩ sư người Nhật. Ông ta nghiên cứu một kiểu gấp, và nhận thấy nó có thể gấp lại thành một hình cực kì nhỏ gọn có cấu trúc đóng mở rất đơn giản. Và ông ta dùng nó để thiết kế tấm pin mặt trời. Đó là sự thể hiện của một họa sĩ, nhưng nó đã xuất hiện trong kính thiên văn Nhật Bản vào năm 1995. Bây giờ, thật ra có một chút origami trong Kính Viễn Vọng James Webb, nhưng nó rất đơn giản. Kính viễn vọng, khi đi vào không gian, nó mở ra làm hai. Nó gập lại làm ba. Đó là một cấu trúc rất đơn giản -- bạn thậm chí không thể gọi nó là origami. Họ chắc chắn không cần tham vấn các nghệ sĩ origami.

Nhưng nếu bạn muốn thứ gì đó cao và rộng hơn nữa, có thể bạn sẽ cần một ít origami. Những kĩ sư thuộc Phòng Thí Nghiệm Quốc Gia Lawrence Livermore có ý tưởng về một chiếc kính viễn vọng lớn hơn. Họ gọi nó là Eyeglass. Thiết kế này được dùng để thăm dò vật thể quay quanh Trái Đất, cao 25,000 dặm ống kính rộng 100 mét. Vậy hãy tưởng tượng một ống kính rộng như một sân bóng đá. Có hai nhóm người quan tâm đến việc này: những nhà nghiên cứu các hành tinh, những người muốn nhìn lên, và những người khác, muốn nhìn xuống. Cho dù nhìn lên hay nhìn xuống, làm sao bạn có thể đưa nó lên không gian? Bạn phải đưa nó vào một cái tên lửa. Mà tên lửa thì nhỏ. Vậy phải làm nó nhỏ hơn. Làm sao để thu nhỏ một tấm kính khổng lồ? Chỉ còn cách gấp nó lại bằng cách nào đó. Nên bạn phải làm như thế này. Đây là một mô hình nhỏ.

Những miếng kính gấp lại, bạn phải chia nhỏ tấm kính, thêm vào đường gợn sóng. Nhưng kiểu mẫu này không hiệu quả để thu nhỏ thứ từ 100 mét xuống còn vài mét. Những kĩ sư ở Livermore, muốn tận dụng thành quả của người chết, hoặc những nghệ sĩ origami còn sống, nói rằng, "Để xem còn ai khác làm thứ này không." Họ tìm hiểu cộng đồng origami, chúng tôi liên lạc với họ và cộng tác với họ. Chúng tôi cùng nhau phát triển một kiểu có kích cỡ tương đối lớn, nhưng lại cho phép bất cứ hình tròn hoặc hình nhẫn phẳng nào gấp lại thành một hình trụ rất nhỏ gọn, tiện dụng. Họ áp dụng ngay kiểu đó cho thế hệ đầu tiên, chưa đến 100 mét -- mà là một cái 5 mét. Nhưng chiếc kính viễn vọng 5 mét này -- có tiêu cự khoảng một phần tư dặm. Nó hoạt động tuyệt vời trong lần thử, và nó thật sự đã xếp lại ngay ngắn.

Có những origami khác trong không gian. Cơ quan [Thám hiểm] Không gian Nhật Bản đã phóng một "cánh buồm mặt trời" (solar sail) ở đây bạn có thể thấy cánh buồm mở ra, và thậm chí là những đường gấp. Vấn đề đã được giải quyết ở đây là nó cần phải to lớn và liền lạc tại đích đến, nhưng cũng cần đủ nhỏ cho hành trình tới đó. Và điều đó hiệu quả cho dù bạn đi vào không gian, hay đi vào một cơ thể. Như cái sau đây. Đây là một thanh nẹp cho tim được phát triển bởi Zhong You ở đại học Oxford. Nó giữ cho một động mạch bị chặn được mở, nhưng nó phải nhỏ hơn rất nhiều để đến đó, qua những mạch máu của bạn. Và thanh nẹp này có thể gấp lại nhờ một mô hình origami, dựa trên mô hình của bóng nước.

Những người thiết kế dù bay cũng gặp phải vấn đề làm sao để những tấm dù lớn, mỏng thu nhỏ lại. Và họ muốn mô phỏng thiết kế của họ. Vậy nên trên máy tính, họ tìm cách để trải rộng một tấm dù bay. Và thuật toán mà chúng tôi phát triển để xếp côn trùng trở thành giải pháp cho những chiếc dù bay trong mô phỏng của họ. Và họ làm một mô phỏng như thế này. Đó là những đường gấp của origami giờ bạn có thể thấy dù bay phồng lên và biết nó có hiệu quả không. Điều đó dẫn tới một ý tưởng thú vị.

Bạn biết đấy, những thứ này đến từ đâu? Ờ, thanh nẹp tim đến từ cái hộp phồng nhỏ đó mà bạn có thể đã học ở tiểu học. Đó cũng là một mẫu tương tự, gọi là mẫu nền bóng nước. Thuật toán trải-dù-bay là sự đào sâu của việc chia vòng tròn và lý thuyết toán học được tạo ra chỉ để xếp côn trùng -- những thứ có chân. Vấn đề là, điều này thường xảy ra trong toán và khoa học. Khi bạn có toán học tham gia, những vấn đề mà bạn giải quyết chỉ để cho giá trị về thẩm mỹ, hoặc để sáng tạo thứ gì đó đẹp đẽ, lại trở nên có một áp dụng thực tiễn. Và cho dù nghe có vẻ kì lạ và kinh ngạc, một ngày nào đó origami có thể cứu một cuộc sống. Cảm ơn.

(Vỗ tay)