一条裙子扇起蝴蝶翅膀,改变了火箭、卫星和人类通讯的命运

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一条裙子扇起蝴蝶翅膀,改变了火箭、卫星和人类通讯的命运

以下文章来源于李子的人间博物馆 ,作者李子李子短信

1912 年,在巴黎里沃利街上狭小工作室里,玛德琳 · 薇欧奈(Madeleine Vionnet)裁出了一条前所未有的、曲线曼妙的裙子。

46 年后,佛罗里达的卡纳维拉尔角,装载着世界上第一颗通讯卫星 SCORE 的宇宙神火箭(Atlas B),在众人的注视下徐徐升空。

你绝对不会想到的是,改变了人类通讯方式的大历史背后,竟然是这条丝绸裙子扇起的蝴蝶翅膀——不可思议。

所以今天的故事,从一名裁缝开始。

Madelein Vionnet | wikipedia

玛德琳 · 薇欧奈是一个大胆的女子。她很少与她的同僚聊起她的家世,人们只是模糊地知道,她出身贫寒,很早就嫁人,小孩没能活过一年。随后又离婚,只身一人跨国英吉利海峡去到了伦敦,辗转几个临工,最后为一名裁缝当了助手。从那时起,薇欧奈就认定了,做衣服,是她这辈子唯一的事业。

而当她挣到足够多的钱、回到法国的时候,时装界正在悄然经历一场变革。女性解放运动正在酝酿,许多前卫的女子带头扔掉了紧箍咒一般的束腰;美国舞蹈家伊莎多拉 · 邓肯裙裾飘扬,赤脚跳舞的模样掀起了风潮,亦让一众保守人士如坐针毡。

Isadora Duncan | wikipedia

而这种像希腊女神一般奔放又纯洁的形象,击中了年轻的薇欧奈。她决心做出像水一般奔腾又温柔的裙子,能让女性自由展示自己的身体曲线,又不受束缚。

不受束缚的意思是,甚至不要任何绑带、纽扣。怎样才能实现呢?

图 | MET Museum

薇欧奈不仅是大胆的。她把对服装的热爱,转化成了极其细腻的观察与体验。她仔细地把玩着各种各样的布料,忽然有了灵感。

她将一块轻薄但又不失质感的丝绸布料旋转了 45 °,斜斜地裁了下来。原本有些局促的材料,在斜着挂起来的时候,竟然有些下坠。而这下坠的质感,服服帖帖地在人台上勾勒出了极其曼妙的曲线。

这种技术叫做 ” 斜裁 “(bias cut)。这种奇特的特质,需要从工程结构学的角度理解。棉、丝等大部分天然材料,延展性很弱。用工程学的话来讲,是弹性模量(应力和应变比)很大——用很大的力,扯不出来很大的变形。弹性模量小的东西,比如橡胶,比如我们现在用的 Lycra,就更容易变形一些。

但是,当布料沿着经纬垂直织成,它微观上的组织样貌,就好像铁栅栏门上的平行四边形一样。所以,横着和竖着扯不动、弹性模量很大的布料,斜向剪切的弹性模量反而是小的,可以朝斜着的方向伸缩。纤维较粗、织得较松的丝绸,则能被拉伸更多,更加垂坠。

斜裁的原理 | J E Gordon《结构是什么》

当时的薇欧奈可能不知道,她的设计会掀起多么大的风潮。斜裁立马成为了巴黎时装界的一大潮流,直接抄袭仿冒者众,她甚至不得不开始为自己维权(也成为了第一个为时装设计防伪的人)。

薇欧奈自然是没有学过数学和物理,估计也对模量、泊松比这种词汇一无所知。然而她对材料的掌控,却具有数学和工程的美感。她在斜裁的裙摆上,也会斜着裁开,镶入平行四边形布料,裙摆层层坠下,仿佛笛卡尔的叶形线一般;而她方裁的裙子也很好看,适当的材料在下坠的剪切力下,荡起像水波一样的竖直褶皱。

实际上,工匠的洞察力和直觉,有时候是超越理论而存在的。美国的帆船匠早在 19 世纪就发现,船帆以特定的角度剪裁悬挂,能够更结实、更兜风,从而在竞速的时候把英国的帆船远远甩在了身后。

而属于工匠的直觉,在薇欧奈的 ” 斜裁 ” 发明了半个世纪之后,再次发挥了作用。这次是一个让人意想不到的领域——火箭。

火箭的燃料分液体和固体两种。其中,固体燃料质量较轻,也比较好掌控。但唯一的问题是,这种塑性的材料会在点火的时候膨胀,很容易把燃料箱给撑爆。50 年代,美国 NASA 连续发射了好几颗 ” 北极星 “,都因为类似的问题失败、爆炸。

而某个 NASA 的工程师,在当时流行的斜裁睡袍上发现了灵感。燃料箱能不能够像丝绸一样,在垂直的方向小幅伸缩?

答案是:能。50 年代末 60 年代初,工程师们改进了燃料箱的设计,把弹性模量极小的金属,换成了像编辫子一样斜着缠起来的钢化玻璃丝或者碳纤维丝,并用耐热材料填充。当火箭点火时,这些材料会顺应膨胀,把燃料箱些微地拉长一点点,这样亦不影响燃料的作用力方向,又能防止被撑爆的悲剧发生。

截于 60 年代英国一个火箭材料制造的说明书

后来的火箭燃料箱,都沿用了类似的设计。固体燃料被广泛地用在了火箭的助推器上,在大大小小的卫星发射中都扮演了重要角色;我们能看上电视、用上 GPS,都得感谢 ” 斜裁 ” 的发明呢。

SCORE 卫星和大力神火箭在发射台上 | NASA

在二战战火烧到法国的时候,薇欧奈决定关闭她的时装工作室。那些经典的裙子,不少被封存进了博物馆,启发着一代又一代的时尚设计师。

而最有趣的一点是,你不知道它还会启发着多少别的工匠、工程师,在生活的细处,把毫不相关的两个东西联系起来,再用数学、物理和工程把它们细细密密地缝合在一起。这个世界,永远不缺少智慧又充满热爱的眼睛。

参考资料

[ 1 ] J E Gordon ( 1978 ) , Structures, or why things don’t fall down.

[ 2 ] https://www.businessoffashion.com/articles/education/madeleine-vionnet-1876-1975

[ 3 ] Madelyn Shaw ( 2006 ) Textiles and the Body: The Geometry of Clothing, Textile Society of America Symposium Proceedings. 322.

这个故事的灵感最初来源于 J E Gordon 的工程学科普书《结构是什么》。各种工程和结构的细节特别刷新我认知,实际上也给我提供了许多熟悉事物的额外视角,那种 ” 哇,事情还可以这么理解 ” 的兴奋感让人雀跃。

这个故事发到微博上以后呢,@Ent_evo 老师打趣说,材料的各向异性实际上是一个非常重要的概念,不过很奇怪的是对织物结构的认识却非常滞后。” 谁家火箭学的前置科技是时尚啊 “。

我的理解是,虽然理论知识已经在 19 世纪中期有比较重要的阐述,但是理论和实际、以及跨领域跨学科的启发,还是需要一些偶然性的。我们理解中的 ” 科技树 ” 仿佛是有一条固定道路往上攀爬,但实际科学和技术发展则更像一个 ” 网络 “,会被周遭各种东西所牵连、影响、共振。发明创造的故事比我们想象的还要丰富和复杂呢!

本文经授权转载自李子的人间博物馆(ID:museumofus),如需二次转载请联系原作者。

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