Blatt · Papier

Faltung — was ein Blatt Papier erlaubt

Papier lässt sich biegen, aber nicht dehnen. Aus dieser einen Einschränkung folgt eine überraschend strenge Geometrie: Nicht jedes Muster aus Knicken lässt sich flach zusammenlegen, und ob es geht, entscheidet eine Bedingung, die man an den Winkeln ablesen kann. Dieses Blatt zeigt sie an einem Stern aus Falten, faltet ein Miura-Muster mit einem einzigen Freiheitsgrad — und zählt am Ende stumpf ab, auf wie viele Arten sich ein Papierstreifen falten lässt.

Stern Miura
gefaltet
Winkel
Ein Punkt, an dem sich Falten treffen
Bergfalte (nach oben) Talfalte (nach unten)

Die beiden Bedingungen
Kawasaki
abwechselnde Summe
Maekawa
Berge minus Täler
flach faltbar
tatsächlich gefaltet
gültige Zuordnungen
von allen möglichen

Das Miura-Muster

Ein Streifen, alle Arten ihn zu falten
FelderFaltungenvon n!bekannt
Beweis statt Behauptung

Über Origami lässt sich viel behaupten. Hier steht, was nachrechenbar ist: dass die Winkelbedingung nicht nur notwendig, sondern hinreichend ist — geprüft gegen ein stumpfes Durchprobieren aller Berg-Tal-Zuordnungen; dass das Miura-Muster sich faltet, ohne dass sich eine einzige Kante längt; und dass die Zahl der Streifenfaltungen mit den seit 1968 bekannten Werten übereinstimmt.

noch nicht geprüft

Warum abwechselnd

Läuft man um den Punkt herum und legt das Papier dabei flach, geht es abwechselnd vor und zurück — wie ein Faden, der aufgewickelt und wieder abgewickelt wird. Am Ende muss man wieder am Anfang stehen, also müssen sich die Winkel abwechselnd addiert zu null aufheben. Das ist der Satz von Kawasaki, und mehr steckt nicht dahinter.

Was Maekawa zählt

Zählt man an einem flach gefalteten Punkt die Bergfalten und die Talfalten, unterscheiden sie sich immer um genau zwei. Daraus folgt sofort, dass die Zahl der Falten gerade sein muss — ein Stern mit fünf Falten kann nicht flach werden, egal wie die Winkel liegen.

Warum Miura im Weltraum war

Weil das Muster einen einzigen Freiheitsgrad hat: An einer Ecke gezogen, öffnet sich die ganze Fläche auf einmal. Kein Sortieren, kein Verhaken. Eine japanische Sonnensegel-Erprobung 1995 nutzte genau das — und dieselbe Faltung steckt in Straßenkarten, die sich mit einem Griff öffnen.

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