一张纸折一百次可以撑破宇宙（用纸折就可以轻而易举地解决一个古希腊几何难题）
一张纸折一百次可以撑破宇宙（用纸折就可以轻而易举地解决一个古希腊几何难题）人们大概很难相信用如此简单的一个折叠技巧，竟然可以解决数学家用圆规和直尺无法解决的问题。精确地三等分在图中我们可以看到角 PBC，它的边由线段 PB 和 BC 构成，B 是我们要三等分角的顶点。 点 A、B、C、D 分别标记了这张纸的四个顶点。我们首先在纸的中间位置画一条水平线 EF。然后，在 EF 和 BC 的正中间——纸的下边缘位置——画第二条线段 GH，该直线要与纸张的边缘线平行。现在我们准备折纸 ：拿起纸上的 B 角，将其在线段 GH 上来回移动，直到点 E 落在线段 BP 上，BP 即是我们要三等分角的上边。当点 B 和 E 落在指定的线段上时，我们将卷起的角折叠压紧，如图所示。接下来，我们标出点 B 与线段 GH 接触的位置，并将此点命名为 B'，然后用同样的方法标出 E'。（参见第 56 页）纸的折叠线与线段 GH 相交于点 I。如此一来，我们的任务就完成了
这简直是“化圆为方”（德语中引申为“不可能办到的事”）！你可能听过这句话，而且还可能知道它的出处。那可以追溯至古希腊时代，当时古希腊人尝试将一个圆转化成一个 面积相等的正方形，但没有成功。直到 19 世纪，德国数学家费迪南德·冯·林德曼证明了“化圆为方”的这一做法是不可能实现的。在这里，提示一下，这一做法无法实现的主要原因是圆周率（Pi）。
将一个角三等分的问题不像“化圆为方”为大众所熟知。用圆规和直尺将一条线段三等分几乎没什么困难，但要把一个角三等分，该怎么做呢？
古希腊人也尝试了将角三等分，但也没有成功。大约两千年之后，才有一个数学家公布了他的证明，即皮埃尔·劳伦特·万策尔（Pierre Laurent Wantzel，1814—1884 年）指出用尺规作图法无法实现把一个角三等分。
因此，如果你想将一块比萨公平地切成三份，除了用量角器量出角的大小并除以三，然后标出切割线之外，别无他法。但是，有一个简单的技巧可以将不可能的事（一个角的三等分）成功地实现，你只需在纸上画出那个要平分的角，然后 把它巧妙地折叠起来。
在图中我们可以看到角 PBC，它的边由线段 PB 和 BC 构成，B 是我们要三等分角的顶点。 点 A、B、C、D 分别标记了这张纸的四个顶点。我们首先在纸的中间位置画一条水平线 EF。然后，在 EF 和 BC 的正中间——纸的下边缘位置——画第二条线段 GH，该直线要与纸张的边缘线平行。
现在我们准备折纸 ：拿起纸上的 B 角，将其在线段 GH 上来回移动，直到点 E 落在线段 BP 上，BP 即是我们要三等分角的上边。当点 B 和 E 落在指定的线段上时，我们将卷起的角折叠压紧，如图所示。接下来，我们标出点 B 与线段 GH 接触的位置，并将此点命名为 B'，然后用同样的方法标出 E'。（参见第 56 页）
纸的折叠线与线段 GH 相交于点 I。如此一来，我们的任务就完成了 ：线段 BB' 和线段 BI 即是角 PBC 的三等分线。
精确地三等分
人们大概很难相信用如此简单的一个折叠技巧，竟然可以解决数学家用圆规和直尺无法解决的问题。
但是我们真的精确三等分这个角了吗？这并不难证明。由于我们是沿着 A'I 折叠的，所以出现了许多直角。线段 EE' 和 BB' 垂直于折叠边缘。折边的起点在点 A'、点 B 和点 B' 之间构成了一个等腰三角形。折痕平分了这个等腰三角形的顶角， 从而得到两个相等的角，我们将它们称为角 α。
其实，角 CBB' 也与角 α 相等，因为只要观察一下刚才提到的那个等腰三角形的左半部分的内角和，就可以得出角 B'BA=90-α。对称性的原因，角 BB'G 与角 IBB' 相等。现在我们需要证明的是，角 IBE'——在这里，我们称其为 α'——也与 α 一样大。
由于折叠具有镜面对称的效果，所以线段 BI 的延长线 BD 垂直于 E'B'。如果两侧的线段 BE' 和线段 BB' 长度相同，那么三角形 BB'E' 则是一个等腰三角形，并且垂直线将自动成为等分线，这就意味着 α=α'。
事实上，BE' 与 BB' 的长度完全相等。因为四个点 E、E'、B 和 B' 构成一个梯形，其对称轴正是折叠线。因此，两个对角线 BE' 和 EB' 的长度相等。同时，EB' 与 BB' 的长度也相等， 因为 GH 刚好位于 EF 和 BC 的正中间。综上可知，三角形 BB'E' 是一个等腰三角形。由此，我们便证明了线段 BI 和 BB' 的确将给定角等分成了三个角。
我仍然对折纸技巧感到惊讶。用纸折可以轻而易举地解决一个无法用尺规作图解决的问题，这难道还不疯狂吗？
我还发现了其他一些令人惊奇的事 ：像五边形纸结这样很容易操作的事情，如果用数学的角度去思考则却非常曲折。因为证明用纸带打结的方法确实可以构成一个正五边形，并不像 证明角的三等分那么容易。
不管你是否能明白这个复杂的证明过程，只要你掌握了这些几何技能，就再也不用为复活节或切比萨头疼了。
展示了五花八门的数学技巧和计算思路 锻炼脑力、缓解焦虑，让你再次爱上数学
上文节选自未读·探索家《你学的数学不可能这么好玩》 [遇见]已获授权.
