什么？时尚名媛竟然还能“参与”造火箭？

看标题你就能想见了，参与这是什时尚名一个跨度很大的故事——时间跨度也是一样 ，从 19 世纪末  ，媛竟一直到 20 世纪中叶
 。然还故事要从一个叫玛德琳·薇欧奈（Madeline Vionnet）的火箭大胆女子讲起。男性读者大概不容易知道这是参与谁
，女性读者或许会有所反应 ：这是什时尚名与可可香奈儿齐名的 20 世纪二三十年代三大时装设计师之一 。玛德琳·薇欧奈的媛竟画像，图片来源：wikimedia很少有人了解她的然还家世。大家只是火箭模糊地知道，她出身贫寒 ，参与很早就嫁人，什时尚名小孩没能活过一年。媛竟随后  ，然还她又经历了婚姻动荡
，火箭只身一人跨过英吉利海峡去到了伦敦
，辗转做了几份临工，最后当了一名裁缝的助手 。大概就是在那个时候，薇欧奈认定了，做衣服，是她这辈子唯一的事业
。而当她挣到足够多的钱返回法国的时候，时装界正在悄然经历一场变革。席卷整个二十世纪的女性解放运动正在持续酝酿 。许多前卫的女子带头扔掉了紧箍咒一般勒住身体的硬质束腰 。美国舞蹈家伊莎多拉·邓肯（Isadora Duncan）裙裾飘扬，赤脚跳舞的模样掀起了风潮
。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。可是 
，怎样才能实现呢？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，灵感突然跳进了脑袋 。她将一块轻薄但又不失质感的丝绸布料旋转了 45° ，再斜斜地裁了下来 。原本有些板正局促的材料，在斜着挂起来的时候，竟然呈现出飘逸的下坠质感 。而这下坠的质感，服服帖帖地在剪裁衣服用的人台上
 ，勾勒出了曼妙的曲线。玛德琳·薇欧奈在 1925 年设计的一款礼服，图片来源 ：wikimedia这种技术后来被称作“斜裁”（bias cut）。问题是，为什么斜裁之后，布料就呈现出了这样轻盈优美的效果呢？这是一个工程结构学的问题 
。棉
 、丝等大部分天然材料
，延展性很弱
。用工程学术语来讲，是弹性模量很大，也就是应力和应变的比值很大——即使你用很大的力气，也没有办法把它扯出非常明显的变形 。反之 ，弹性模量小的东西 ，比如橡胶 ，比如现在常见的含有莱卡成分的棉织物
，就更容易变形一些 。布料上的每一根线，都是沿着经纬彼此垂直交叉，才织成的 。所以，横着和竖着都扯不动。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
。纤维越是粗 、织得越是松的丝绸 ，则能被拉伸更多  ，看起来就有更明显的垂坠感。大家可以找一块方形纱布，对比一下从对角线拉扯和从对边拉扯时纱布的伸长量。图片来源：wikimedia斜裁这个技术  ，立马成为了巴黎时装界的一大潮流。薇欧奈也因此成了“斜裁女王”。薇欧奈自然是没有学过数学和物理的，估计也对“弹性模量”这样的术语也是一无所知。然而她对材料的掌控 ，却表现出了数学和工程的美感。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。这一切来自于工匠的直觉。很多时候
，工匠的洞察力和直觉是超越理论而存在的 。这来源于他们在实践中对于材料的经验和感知
 。和薇欧奈的直觉有异曲同工之妙的是，美国的帆船匠们早在 19 世纪就发现，船帆以特定的角度剪裁悬挂，会更结实、更兜风 
，在竞速的时候能把英国的帆船远远甩在身后 。帆船匠处理船帆的原理与“斜裁”相似 ，不过应用方向相反——帆布在直裁时的纹理构成了比较稳定的结构。这种工匠的直觉，在半个世纪之后 ，再次发挥了作用。这次延伸到了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 。唯一的问题是 ，这种塑性材料会在点火的时候膨胀
，很容易把燃料箱给撑爆 。图库版权图片 ，转载使用可能引发版权纠纷1950 年代，美国宇航局（NASA）连续发射了好几颗“北极星”火箭，都因为类似的问题失败、爆炸。英国科学家 、材料科学和生物力学的创始人之一詹姆斯·爱德华戈登在其名作《结构是什么》中提到，就职于 NASA 的工程师 ，在当时流行的斜裁睡袍上找到了灵感 ：燃料箱能不能够像丝绸一样 ，在垂直的方向小幅伸缩，从而解决点火膨胀的问题 ？答案是 
：能。1950 年代末 1960 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材料，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
，再用耐热材料填充 。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  。这样既不影响燃料的作用力方向 ，又能防止被撑爆的悲剧发生
。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
。这种工匠的直觉
，加上跨越学科
 、领域的“启发”
，构成了技术创新的转折点 。工匠到工程师的“升级”，是完善的 、系统性的理论训练。然而工匠和工程师共有的
 ，是不可或缺的经验知识（experiential knowledge） ，这些知识只有在实践中才能获取。而实践的重点，不仅仅是对于实用技能的培养 ，还有观察力、沟通力、感知力甚至共情力等能力的培养
，将现实中的观察，进行抽丝剥茧的思考和大胆的构想和实践 。对于机构而言，构建一个注重多样性、合作的环境，有助于经验知识的培养、传递和创新。毕竟，经验知识的来源是多种多样的，睡裙和火箭两个领域可以说是毫不相关 ，但就是能够产生“意外”的联结。这要求机构为经验知识提供更灵活
、更自由的管理环境。

一个研究团队曾经深入过中国台湾的某知名半导体公司，了解到他们的项目创新过程 。研究发现，项目需要的新技术，需要跨机构的合作 ，而支持这种创新的，不仅仅是技术条件，还有管理条件
，让团队能够有足够多的空间去和外部进行交流 、碰撞 、学习，再把经验层面的知识 ，用小规模实验的形式，转换为切实的创新 。工匠和工程师的力量 ，在于在世界的细处，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；而我们需要珍视的，是如何培养这样的敏锐的智慧，并给予智慧的火花发光发热的机会。参考文献[1] J E Gordon (1978), Structures, or why things dont 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.[4] Hung, H. F., Kao, H. P., & Chu, Y. Y. (2008). An empirical study on knowledge integration, technology innovation and experimental practice. Expert Systems with Applications, 35(1-2), 177-186.策划制作作者丨郑李 科技史博士审核丨刘勇 中国科学院国家空间科学中心研究员