喜马拉雅山脉
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：仿生学的宗旨就在于以自然界为榜样发展新的技术(关于仿生技术相关文章可见《新知客》创刊号)。与折纸艺术一样，自然界中的折叠技术也已经应用于技术领域。
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，这个太阳帆的的厚度只有7.5微米，按照花的模式被折叠起来。研究人员希望在未来这样的太阳帆能为宇宙飞船提供动力：来自太阳的光子风能推动太阳帆前进。
基尔的海洋生物学家瓦勒莉亚·贝尔斯又为褶皱技术找到了新的用途。她发现了淡菜壳上不会附着其它生物的原因，是因为壳的表面布满了细小的褶皱。贝尔斯认为：“这种类似于波纹铁皮的结构能防止这些生物在上面寄居，因为在上面找不到足够的附着点。”根据她的观点，如果在船体上制造一些微小的褶皱就能防止海洋生物附着，而目前轮船用的是有毒的保护涂层。
在时髦的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。来自于茨维考的西萨克森大学时装设计专业的学生在近距离观察了穿山甲以后，发现为什么它厚重的盔甲一点也没有影响到它自如地活动，原因就在于它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。
学生们由此得到灵感，想到了一个聪明的办法，把这样的机构移植到摩托车服装上。在背部、臀部和膝盖部位设计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。根据这个理念设计的带裂缝的皮衣很快就会问世。
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。在这里，科学家埃里克·德梅恩借助折纸程序研究了蛋白质微小的褶皱结构。他们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。
褶皱对于蛋白质性质的意义，直到最近才得到足够的重视。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。埃里克·德梅恩说：“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。
目前专家们打算用最先进的计算机仿真以及激光摄影技术来解开它的秘密。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，可以和体内自然生成的蛋白质具有同样的功能。长久以来，人们就希望可以用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。
我们如何让人造蛋白质像天然蛋白质那样进行折叠？在人体内这种折叠在眨眼之间就可以完成，尽管在理论上蛋白质的折叠方式是个天文数字：一个由100个氨基酸构成的分子可能有10100种不同的空间结构，如果一个个进行尝试的话，费时可能与宇宙形成到其消亡相当。幸运的是自然界优化了这个过程，所需时间大大缩短：60%的氨基酸链只有两种二级结构——a螺旋结构和类似于手风琴的b片状结构。尽管这两种结构还要进一步组合成更复杂的结构，但这样已经能节省不少时间。
所以研究人员希望能够读懂蛋白质的结构，并将这些知识用于临床治疗。他们预计在两年内能破译细胞中蛋白复杂结构中最初的一些过程。哈勒-维腾堡的马丁路德大学的蛋白质研究专家克里斯蒂安·许柏纳博士认为：“修正蛋白质结构中的错误还是很遥远的事。”
尽管如此，这却是完全有可能实现的。如果谁在这方面取得突破性的成就，就完全可能获得诺贝尔奖。
巨大的褶皱
可以这么说，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，美国宾夕法尼亚州立大学引力物理与几何研究所主任阿贝·阿西提卡(Abhay
Ashtekar)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。现在一般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从无到有的形成的——因此诸如“在此之前是什么样的”这样的问题是毫无意义的。
但阿贝·阿西提卡并不那么认为，他是环圈量子引力理论的创始者之一，“阿西提卡(Ashtekar)变量”就是以他命名的。这位印度学者认为宇宙并不产生于大爆炸，而是源自于一个更早的宇宙：这个宇宙在它行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整个宇宙，所有这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。但这是一个很有趣的观点。因为关于褶皱，怎么去谈论、怎么去猜想、怎么去探讨都不为过。褶皱在医学、宇宙学或其它学科中的重要意义，用另一句话来说：就是褶皱无处不在。
（编辑：王晶 来源：新浪）
