一條裙子扇起蝴蝶翅膀,改變了火箭、衞星和人類通訊的命運

以下文章來源於李子的人間博物館 ,作者李子李子短信

1912 年,在巴黎裏沃利街上狹小工作室裏,瑪德琳 · 薇歐奈(Madeleine Vionnet)裁出了一條前所未有的、曲線曼妙的裙子。

46 年後,佛羅里達的卡納維拉爾角,裝載着世界上第一顆通訊衞星 SCORE 的宇宙神火箭(Atlas B),在眾人的注視下徐徐升空。

你絕對不會想到的是,改變了人類通訊方式的大歷史背後,竟然是這條絲綢裙子扇起的蝴蝶翅膀——不可思議。

所以今天的故事,從一名裁縫開始。

一條裙子扇起蝴蝶翅膀,改變了火箭、衞星和人類通訊的命運

Madelein Vionnet | wikipedia

瑪德琳 · 薇歐奈是一個大膽的女子。她很少與她的同僚聊起她的家世,人們只是模糊地知道,她出身貧寒,很早就嫁人,小孩沒能活過一年。隨後又離婚,隻身一人跨國英吉利海峽去到了倫敦,輾轉幾個臨工,最後為一名裁縫當了助手。從那時起,薇歐奈就認定了,做衣服,是她這輩子唯一的事業。

而當她掙到足夠多的錢、回到法國的時候,時裝界正在悄然經歷一場變革。女性解放運動正在醖釀,許多前衞的女子帶頭扔掉了緊箍咒一般的束腰;美國舞蹈家伊莎多拉 · 鄧肯裙裾飄揚,赤腳跳舞的模樣掀起了風潮,亦讓一眾保守人士如坐針氈。

一條裙子扇起蝴蝶翅膀,改變了火箭、衞星和人類通訊的命運

Isadora Duncan | wikipedia

而這種像希臘女神一般奔放又純潔的形象,擊中了年輕的薇歐奈。她決心做出像水一般奔騰又温柔的裙子,能讓女性自由展示自己的身體曲線,又不受束縛。

不受束縛的意思是,甚至不要任何綁帶、紐扣。怎樣才能實現呢?

一條裙子扇起蝴蝶翅膀,改變了火箭、衞星和人類通訊的命運

圖 | MET Museum

薇歐奈不僅是大膽的。她把對服裝的熱愛,轉化成了極其細膩的觀察與體驗。她仔細地把玩着各種各樣的布料,忽然有了靈感。

她將一塊輕薄但又不失質感的絲綢布料旋轉了 45 °,斜斜地裁了下來。原本有些侷促的材料,在斜着掛起來的時候,竟然有些下墜。而這下墜的質感,服服帖帖地在人台上勾勒出了極其曼妙的曲線。

這種技術叫做 " 斜裁 "(bias cut)。這種奇特的特質,需要從工程結構學的角度理解。棉、絲等大部分天然材料,延展性很弱。用工程學的話來講,是彈性模量(應力和應變比)很大——用很大的力,扯不出來很大的變形。彈性模量小的東西,比如橡膠,比如我們現在用的 Lycra,就更容易變形一些。

但是,當布料沿着經緯垂直織成,它微觀上的組織樣貌,就好像鐵柵欄門上的平行四邊形一樣。所以,橫着和豎着扯不動、彈性模量很大的布料,斜向剪切的彈性模量反而是小的,可以朝斜着的方向伸縮。纖維較粗、織得較松的絲綢,則能被拉伸更多,更加垂墜。

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斜裁的原理   | J E Gordon《結構是什麼》

當時的薇歐奈可能不知道,她的設計會掀起多麼大的風潮。斜裁立馬成為了巴黎時裝界的一大潮流,直接抄襲仿冒者眾,她甚至不得不開始為自己維權(也成為了第一個為時裝設計防偽的人)。

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薇歐奈自然是沒有學過數學和物理,估計也對模量、泊松比這種詞彙一無所知。然而她對材料的掌控,卻具有數學和工程的美感。她在斜裁的裙襬上,也會斜着裁開,鑲入平行四邊形布料,裙襬層層墜下,彷彿笛卡爾的葉形線一般;而她方裁的裙子也很好看,適當的材料在下墜的剪切力下,蕩起像水波一樣的豎直褶皺。

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實際上,工匠的洞察力和直覺,有時候是超越理論而存在的。美國的帆船匠早在 19 世紀就發現,船帆以特定的角度剪裁懸掛,能夠更結實、更兜風,從而在競速的時候把英國的帆船遠遠甩在了身後。

而屬於工匠的直覺,在薇歐奈的 " 斜裁 " 發明了半個世紀之後,再次發揮了作用。這次是一個讓人意想不到的領域——火箭。

一條裙子扇起蝴蝶翅膀,改變了火箭、衞星和人類通訊的命運

火箭的燃料分液體和固體兩種。其中,固體燃料質量較輕,也比較好掌控。但唯一的問題是,這種塑性的材料會在點火的時候膨脹,很容易把燃料箱給撐爆。50 年代,美國 NASA 連續發射了好幾顆 " 北極星 ",都因為類似的問題失敗、爆炸。

而某個 NASA 的工程師,在當時流行的斜裁睡袍上發現了靈感。燃料箱能不能夠像絲綢一樣,在垂直的方向小幅伸縮?

答案是:能。50 年代末 60 年代初,工程師們改進了燃料箱的設計,把彈性模量極小的金屬,換成了像編辮子一樣斜着纏起來的鋼化玻璃絲或者碳纖維絲,並用耐熱材料填充。當火箭點火時,這些材料會順應膨脹,把燃料箱些微地拉長一點點,這樣亦不影響燃料的作用力方向,又能防止被撐爆的悲劇發生。

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截於 60 年代英國一個火箭材料製造的説明書

後來的火箭燃料箱,都沿用了類似的設計。固體燃料被廣泛地用在了火箭的助推器上,在大大小小的衞星發射中都扮演了重要角色;我們能看上電視、用上 GPS,都得感謝 " 斜裁 " 的發明呢。

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SCORE 衞星和大力神火箭在發射台上   | NASA

在二戰戰火燒到法國的時候,薇歐奈決定關閉她的時裝工作室。那些經典的裙子,不少被封存進了博物館,啓發着一代又一代的時尚設計師。

而最有趣的一點是,你不知道它還會啓發着多少別的工匠、工程師,在生活的細處,把毫不相關的兩個東西聯繫起來,再用數學、物理和工程把它們細細密密地縫合在一起。這個世界,永遠不缺少智慧又充滿熱愛的眼睛。

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參考資料

[ 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.  

這個故事的靈感最初來源於 J E Gordon 的工程學科普書《結構是什麼》。各種工程和結構的細節特別刷新我認知,實際上也給我提供了許多熟悉事物的額外視角,那種 " 哇,事情還可以這麼理解 " 的興奮感讓人雀躍。

這個故事發到微博上以後呢,@Ent_evo 老師打趣説,材料的各向異性實際上是一個非常重要的概念,不過很奇怪的是對織物結構的認識卻非常滯後。" 誰家火箭學的前置科技是時尚啊 "。

我的理解是,雖然理論知識已經在 19 世紀中期有比較重要的闡述,但是理論和實際、以及跨領域跨學科的啓發,還是需要一些偶然性的。我們理解中的 " 科技樹 " 彷彿是有一條固定道路往上攀爬,但實際科學和技術發展則更像一個 " 網絡 ",會被周遭各種東西所牽連、影響、共振。發明創造的故事比我們想象的還要豐富和複雜呢!

【來源:果殼網】

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