ייצור תוסף והדפסת תלת מימד קיימים כיום כבר יותר משלושים שנה. ייצור שולחני, שנחשף כמבשר על כניסתה של המהפכה התעשייתית השלישית, מבטיח לשנות באופן מהותי את הדרך שבה אזרחים ממוצעים מדמיינים וליצור את החפצים המרכיבים את העולם שלנו.
כמובן שאתה כבר יודע את כל זה. אבל מלבד היישומים התעשייתיים והמסחריים הברורים, מדפסות תלת מימד מסייעות להחיות מושגים שבעבר ניתן היה להמחיש או לבטא במשוואות מתמטיות מורכבות אך לא ניתן היה ליצור אותם כאובייקטים מוצקים. כעת ניתן להדפיס את החפצים הללו באמצעות תוכנת מידול זמינה, כדי לייצר צורות פיזיקליות המשלבות בצורה יפה את עולמות המדע, המתמטיקה, הרפואה והאמנות. שקול כמה מהדברים הבאים:
השערות בעבר, ההוכחה לקיומו של הגומבוצ נמצאה על ידי המדענים ההונגרים ד"ר גאבור דומוקוס וד"ר פיטר ורקוני. Gömböc מוגדר כמוצק הומוגני, לא קעור, עם רק נקודת שיווי משקל יציבה אחת ונקודה אחת לא יציבה. זה אומר שלא משנה באיזו דרך תניח אותו על משטח שטוח, הוא יתגלגל ויתהפך עד שהוא ימצא את נקודת האיזון האחת. גם קונכיות צב כוכב הודי הן כאלה, כך שאם הן יתהפכו, הן יסתדרו אוטומטית.
גלגלי שיניים משולשים הם למעשה סרט יחיד בעל הילוך, מעוות ומקושר על עצמו עד שהוא יוצר שלושה גלגלי שיניים מחוברים זה לזה, שכולם חייבים להסתובב בו זמנית אם מישהו מהם יכול. זה לא היה אפשרי פיזית אם אותם גלגלי שיניים היו זה לצד זה על שולחן, ומתאפשר כאן רק על ידי סיבובם לאורך ציר הטיה.
פיברציה של הופ משתמשת במעגלים ובכדור רגיל, מקופלים זה על זה, כדי לתאר מתמטית היפרקוביה 4-ממדית. קח את זה.
ומה זה היפרקוב? דמיינו לעצמכם קובייה רגילה ביקום התלת-ממדי שלנו, המופצת בזווית ישרה בכל שלושת הממדים. האובייקט שהתקבל יטיל צל משהו כזה.
בקבוק קליין ורצועת מוביוס קשורים קשר הדוק. כולנו יודעים שרצועת מוביוס היא בדרך כלל רצועת נייר, מעוותת פעם אחת, כשהקצוות מחוברים זה לזה. אומרים שלצורה החדשה יש רק צד אחד, שכן הצדדים הנפרדים בעבר חוברו כעת כאחד. בקבוק קליין הוא כזה, אבל במקום פס שטוח דו צדדי הוא משתמש בצינור, שבו קצה אחד של הצינור מסובב ומחובר לעצמו. צורה זו יכולה להיות מיוצגת רק באופן חלקי, שכן המתמטיקה של בקבוק קליין אמיתי הופכת אותו לאובייקט ארבעה ממדי שלא יכול להתקיים ביקום שלנו, עצוב לומר.
תא 120 נקרא גם היפרדודקהדרון והוא מודל נוסף של מבנה מתמטי, היוצר 720 מחומשים הנפגשים ב-1200 פנים וקודקודים מגוונים. מעבר לזה, אל תשאל אותי, אבל זה מגניב.
ג'ירואיד היא עוד נוסחה מתמטית מקסימה שהתעוררה לחיים. התגלה לראשונה על ידי מדען של נאס"א בשנת 1970, זוהי דרך לתאר מרחב מוגבל, או משטח מינימלי שהוא מחזורי משולש. מלבד היותו משכנע לראות, ג'ירואיד מופיע גם בטבע שבו יש משטחים מינימליים אחרים, כמו בבועת סבון או כנפיים ססגוניות של פרפר.
האפשרויות כאן מוגבלות רק על ידי הדמיון שלך. רבות מהצורות הללו משמשות לא רק כיצירות אמנות סקרניות, אלא כדי לעזור לתלמידים צעירים ללמוד להעריך את היופי של המתמטיקה ואת הדפוסים הנשגבים שיש בטבע. מודלים תלת מימדיים עוזרים לרופאים לדמיין טוב יותר וירוסים וחיידקים, או כימאים למפות את הדרכים המורכבות שבהן מולקולות נקשרות זו לזו. כבר לא רק בידיהם של ספרותיים מדעיים, הטכנולוגיות החדשות הללו מייצרות ידע דמוקרטי ומסייעות ללומדים, צעירים ומבוגרים, להיות מוקסמים מהעולם הסובב אותנו.
