徒手“悠悠”球、四面陀螺与“大黄蜂”

（文 / 王星）

“四面陀螺”的发明者库特·普齐比拉

玩具厂商乐于预言“智能互动玩具是21世纪玩具的主潮流”，但这些会说话会撒娇的家伙事实上一时还很难取代那些传统老玩具的地位。世界上最古老也最受欢迎的玩具中有相当一部分是基于物理原理设计的。举例来说，陀螺利用了回转仪的稳定性与岁差，“悠悠”球(yoyo)利用了冲量与加速度，看似单纯的构造玩具其实也利用了摩擦力与压力。这三种玩具堪称玩具中的经典。如今三名玩具设计师又给这三种玩具增加了新的物理因素，虽然没有植入什么芯片，但显然让它们在所谓“互动性”上更贴近了这个新世纪。

玩过“悠悠”球的人知道，拉住绳子的另一端是让这个小球完成很多动作的基本前提。当然，也有放开绳子的动作，比如说让“悠悠”球绕着大腿转一圈。但这是让“悠悠”球老手也会头疼的动作，因为传统“悠悠”球使用的绳子太细也太软，很容易纠缠在一起，无法继续下面的动作。玩了十几年“悠悠”球的斯蒂夫·布朗(Steve Brown)决定解决这个问题。布朗相信他找到了更好的玩“悠悠”球的方法“我有一条很长的钱包防盗链，链子的两端系着两个塑料色子。我拆掉了一个，把‘悠悠’球系在链子的另一端。这样，只要平衡重量合适，你就可以把整套玩具向上抛起，然后再把它们抓住。链子另一端比传统‘悠悠’球多出来的重量会拉直整个链子，避免了以往的纠缠现象。”

这套理论听起来并不复杂，但布朗又花费了一年才完成全部设计。设计中最困难的部分是计算“悠悠”球与平衡物的相对重量。平衡物的重量尤其重要，因为它将决定整套玩具的运动速度。当游戏者想要完成“荡秋千”这样的动作时，“悠悠”球传递给链子的冲力必须能够保证在整个旋转过程中带动另一端的平衡物。如果平衡物过重，“悠悠”球无法产生足够的冲力，整套玩具会在旋转了3/4圈之后掉下来，砸在游戏者的膝盖上；如果平衡物重量不足，整套玩具的旋转速度会过快，游戏者难以控制“悠悠”球的走向，结果他的膝盖还是有可能挨砸。经过反复实验，布朗最后得出的结果是：65克的“悠悠”球加上10克的平衡配重。布朗已经把他的新式“悠悠”球命名为“Freehand(徒手)”，他相信这种新设计将给“悠悠”球游戏者带来新的感受：“当‘悠悠’球从你的手中飞走时，你会自然地产生失败的恐惧感；而当你又把它抓回、重新掌握一切时，你会得到比以前强烈10倍的成就感。”

新式陀螺的诞生是另一个故事。库特·普齐比拉(Kurt Przybilla)迷恋陀螺特有的复杂几何结构已有多年。为了更好地了解陀螺的结构，普齐比拉制造了从四面体一直到20面体的大量多面体模型。一天，普齐比拉在一家工业塑料商店里看到了一些丙烯材料制作的小球，他好奇地把这些小球买回家，粘合成各种近似多面体的组合，然后把它们垒成塔状。当其中一团小球从塔顶滑落、掉到桌面上时，普齐比拉发现它开始像陀螺一样飞速旋转。普齐比拉马上试验了其他的组合，结果发现它们都能旋转。最令普齐比拉震惊的是，传统的陀螺只能围绕一个轴旋转，这些小球粘成的东西却能够以任何一个接触地面的球面为轴旋转。

新式陀螺就此诞生。普齐比拉把它们命名为“Tetratops(四面陀螺)”，但它们的成员并不只是四面体，它们可利用的旋转轴也根据面数的不同各有差异：一个四面陀螺有四个旋转轴，一个八面陀螺有三个旋转轴，一个20面陀螺有六个旋转轴。这些陀螺的另一种玩法是把它们堆积成塔状。因为只要有三个球面接触就可以构架成稳固的三角形，游戏者几乎可以随意堆砌不同面数的“Tetratop”陀螺。普齐比拉认为这些陀螺不仅仅是玩具，它们更重要的作用在于帮助人们重新看待身边的世界：“钻石里的原子结晶成四面体，一个足球或一个碳60的分子近似于20面体。多面体是宇宙的基本结构，而它现在缩微成一个个小陀螺，就握在你手中。”

查克·霍伯曼和他著名的“霍伯曼系列”玩具

普齐比拉相信，多面体陀螺中浓缩了整个宇宙的基本构造

徒手“悠悠”球的发明者斯蒂夫·布朗

与业余爱好者出身的布朗和普齐比拉不同，查克·霍伯曼(Chuck Hoberman)是一名专业玩具设计师。他最著名的设计是所谓“霍伯曼球面(Hoberman Sphere)”：一种只用一根手指拖拉就可以平滑地改变形状的构造玩具。这种玩具的非正式称呼还有“混沌”、“宇宙球”等。为了获得更多的喜欢从零散部件搭建出一个构造的顾客，两年前霍伯曼推出了“Expandagon”：一种以“霍伯曼球面”的原理为基础、增加了更多可伸展的四边形与三角形构件的构造玩具。今年9月，霍伯曼将推出“霍伯曼球面”的第三代：“Grobots”。它的最大特点是增加了一个装有发动机的框架和与之相配的遥控系统。将“霍伯曼球面”的基本构件与发动机连接后，游戏者便可以创造出“大黄蜂”、“跳蚤”等活动模型。

按照霍伯曼的说法，一个“Gro-bots”构造的展开过程实际上是玩具的静态结构与机械动力相互协调作用的过程：静态结构抵制外来的作用力、力图保持原有的状态，机械动力则努力将动能转化、使原有的结构发生改变。如果游戏者搭建的构造合理，所有构件的伸展动作都会平滑进行，进而组合出整个玩具预期完成的动作。以一只理想的“大黄蜂”为例：启动发动机后，组成大黄蜂身体构架的构件将向外扩展，扩展产生的压力迫使大黄蜂的四肢也斜向外侧，如此往复，整只虫子就蹒跚地走了起来。

据霍伯曼回忆，他和他的助手在设计过程中曾遇到过这样一个问题：“我们原本规定了‘合理的’与‘不合理的’联接方式，鉴别合理与否的标准就是这种联接从理论上讲是否恰当。但后来我们逐渐发现：‘不合理’的联接经常会产生最有趣的效果。如果一个构造有一半是‘合理’联接，另一半是‘不合理’联接，结果往往证实它是最接近真实生命的构造。”其实，霍伯曼的构造玩具从一开始起就像是“合理的”与“不合理的”物理方法混合而成的产物；前面提到的那些“悠悠”球与陀螺也是如此。也许玩具是上帝造物的实验室里的副产品。