注塑机

Zometool诞生简史把不可能变成

发布时间:2024/9/15 13:04:47   
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数学无处不在地存在于世界中。新的数学思想、数学形式和数学方法到处都存在,随时等待着被引入人类知识中。只是需要有人能够发现这些数学元素的存在,并从中创造出新的东西。史蒂夫·贝尔(SteveBaer)就是这样的人之一。贝尔非常着迷建筑师富勒(R.BuckminsterFuller)推广的穹顶几何形状。在规划这个社区时,创始人们发现穹顶作为生活区有其局限性。

它们必须有圆形的地面。有许多边缘和连接处,且边缘长度不尽相同。穹顶的建造相当复杂,为了调整其形状适应特定需求,会破坏其结构完整性。

贝尔在和妻子住在苏黎世时,看到妻子用孩子的玩具搭建出半正多面体的形状后,对多面体产生了浓厚的兴趣。他发明了一种新的系统,可以用更少的零件建造出各种各样的形状。“Zome”这个词由拉玛基金会的史蒂夫·德基(SteveDurkee)和贝尔创造,该基金会首次出版了贝尔的《穹顶手册》(DomeCookbook)。使用Zome几何可以设计出穹顶(不完全是穹顶测地线,但相似),也可以设计出更复杂形状的房屋。Zome建筑的一个重大优点是可以相对容易地进行拓展。最初位于“垂落城”的那个小型Zome结构现在已不存在了,和其余的社区建筑一样消失了。但贝尔目前位于新墨西哥州科拉莱斯的房子是用Zome概念建造的。Zomeworks公司成立于年,它筹集资金用于生产游乐场爬架、建筑结构和Zometoy建模套件。

这些产品是由Zomeworks公司和得克萨斯州阿马里洛的斯坦利·马什三世(StanleyMarshIIIofAmarillo,Texas)在年和年开发并获得专利的。Zometoy使用塑料球形连接件和木棒支柱。

它在年的纽约玩具展上进行了展示。Zometoy可以构建出和现在的Zometool系统相同的形状。但是,它相对简陋并不太方便。

年,命运使马克·佩利捷(MarcPelletier)和保罗·希尔德布兰特(PaulHildebrandt)的天赋和智慧融合在了一起。佩利捷是一个狂热的几何学家,也是贝尔作品的粉丝。希尔德布兰特对开发替代性住房结构非常感兴趣。两人找到了一种独特的天赋平衡,这导致了“不可能的”连接球的开发,这正是Zometool系统背后的奇迹。

他们的目标是使6岁的孩子也能接触和学习Zome几何。为此,他们着手设计和开发一个能启发未来建筑师、科学家和工程师们想象力的玩具。

佩利捷和希尔德布兰特意识到这个几何系统极具革命性,能改变人类对世界的认识,于是选择在科罗拉多州博尔德市开始他们的工作。

他们花了十多年的时间,设计出了一种极为巧妙的连接球以及一套特定形状和颜色的小棍,让孩子和成人都可以轻松使用。那时,他们必须找到有人愿意接受这个点子并负责生产这个玩具。

看过这个设计的玩具制造商都会摇头微笑,说这个连接球是无法成功注塑的。希尔德布兰特和佩利捷把设计方案拿给世界各地的模具制造商。即使在德国和日本,制模师们也都只是摇摇头。而在美国,也没有人敢接手这个项目。由于明白自己工作的重要性,希尔德布兰特和佩利捷决定自己来学习注塑技术。

年,鲍勃·尼克森(BobNickerson)接受了这个挑战。

科罗拉多州丹佛市的技工大师尼克森在看过他们的设计后,告诉佩利捷和希尔德布兰特他相信可以制造出这种“不可能”的工具,为他们打开了机会之窗。

希望重新燃起,希尔德布兰特和佩利捷成立了BioCrystal公司(年更名为Zometool),以筹集资金并制造Zometool。在数年时间里,他们制作了有史以来最复杂的塑料注塑模具的部件,并得到了科罗拉多大学捐赠的一台古老的注塑机,终于可以把所有部件组装在一起,进行第一次测试运行。

第一次制造出的第一个球体就完美无缺。一个革命性的知识型技术就此诞生。那一天是年的4月1日。

一段时间里,Zometool对公众来说还是一个不太为人知的秘密。但是,对于数学家和科研人员来说,这个产品本身就能够说明一切,他们可以立即看到Zometool在他们工作中的用途。这个系统基于黄金分割比例和二、三、五重对称的数学原理,可以应用到惊人多样性的科学研究领域中。

美国国家航空航天局(NASA)开始使用Zometool进行空间艾滋病毒研究以及空间站项目。在准晶体被发现后,其发现者但·舍赫特曼(DanShechtman)因此获得年诺贝尔化学奖,在关于准晶体是否真实存在的辩论中,舍赫特曼和两次获得诺贝尔奖的林乌斯·鲍林(LinusPauling)都使用了Zometool。

Zometool是也仍是唯一能对准晶体建模的系统。牛津大学的罗杰·彭罗斯(RogerPenrose)和普林斯顿大学的约翰·康威(JohnConway)这样的数学家都使用Zometool来对复杂的几何形式建模。

年发表论文《超简单的万有理论》(AnExceptionallySimpleTheoryofEverything)后,物理学家加勒特·利西(GarretLisi)有时会用Zometool来说明支持他的理论的复杂8维结构(E8),他的万有理论将粒子物理和爱因斯坦的引力理论结合在一起。GarretLisi尽管在科研领域有各种应用,但这丝毫没有减少Zometool作为孩子玩具的乐趣。Zometool将古希腊几何连接到量子物理,从内在空间延伸到外在空间,它有望成为未来对空间形态的解释和描述的基础。



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