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建筑中的数学美

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【课题确定】数学是没有生命的,而当数学遇到建筑时就会有奇妙的化学反应,产生出意料之外的奇迹。古今中外,过去现在,世界上为人们所熟知的伟大建筑中,无不体现着数学的美。数学美和建筑美究竟是怎么摩擦出如此奇妙的火花?数学究竟为这些瑰丽堂皇的建筑注入了什么魔法?将我们如痴如醉?就让我们深入探究建筑中的数学美,体会数学在建筑中的表现形式。

【摘 要】当我们徜徉在人类建筑的历史长廊中流连忘返的时候,怎不为将这粗陋简单的泥砖土瓦雕琢成传世永恒与辉煌的鬼斧神工所感动、所钦佩?但是,当我们在享受着这一件件艺术瑰宝带来的惠泽时,可曾想到这些宏大的建筑珍品里面隐藏着数学的奥秘?本文主要介绍了数学在古今中外建筑形式中的表现。

【关键词】 古代 现代 中外 数学之美 建筑设计

【主体内容】

建筑是根据功能和美感的需求,对土地、材料和结构进行堆积与组合,比例决定着建筑中个体、局部与整体的数学关系,因此比例是建筑的核心和灵魂。比例在数学上并不具有美感,但“黄金分割”的比例分割之美在各种艺术作品都得到充分的展现。现代设计师仍然最常见地使用黄金分割法则构造着适用性和艺术性统一的新颖建筑。

一、古今中外建筑中的数学之美

1、 中国古建筑

中国建筑,具有悠久的历史传统和光辉的成就。我国古代的建筑艺术也体现着数学美。而要体会到其中的数学美,除了需要理解建筑艺术的主要特征外,还要了解中国古代建筑艺术的一些重要特点,然后再通过比较典型的实例,进行具体的分析研究。

中国古代建筑的屋顶对建筑立面起着特别重要的作用。他那远远伸出的屋檐、富有弹性的屋檐曲线、由举架形成的稍有反曲的屋面、微微起翘的屋角(仰视屋角,角椽展开犹如鸟翅,故称“翼角”)以及硬山、悬山、歇山、庑殿、攒尖、十字脊、盝顶、重檐等众多屋顶形式的变化,加上灿烂夺目的琉璃瓦,使建筑物产生独特而强烈的视觉效果和艺术感染力。通过对屋顶进行种种组合,又使建筑物的体形和轮廓线变得愈加丰富。而从高空俯视,屋顶效果更好,也就是说中国建筑的“第五立面”是最具魅力的。

2、西方古建筑

古埃及时期的金字塔,建造者们从几何学选取元素,将一块块巨型石块一层一层叠置起来,最终组合成宏伟的金字塔;拜占庭时期的建筑师们将正方形、圆、立方体和带拱的半球等概念优雅地组合起来,就像他们在康士坦丁堡的索菲娅教堂里所运用的那样;文艺复兴时期的石建筑物,显示了一种在明暗和虚实等方面都堪称精美和文雅的对称。

3、现代建筑

随着新建筑材料的发现,适应于这些材料最大潜力发挥的新的数学思想也应运而生。用各种各样可以得到的建筑材料,诸如石头、木材、砖块合成材料等等,建筑师们能够设计出实质为任何形状的建筑物。在近代,我们能亲眼见到双曲抛物体形式的建筑物(旧金山圣玛丽大教堂) 、抛物线型的机棚、模仿游牧部落帐篷的立体组合结构、支撑东京奥林匹克运动大厅的悬链线缆,以及带有椭圆顶天花板的八角形房屋,中国北京的奥林匹克运动会的主场馆鸟巢与水立方的遥相辉映等等。

4、未来建筑

随着科技的进步,人们想象中的未来建筑越来越有可能成为现实,虽然在现实中,我们还不能见到存在于想象中的建筑,但在游戏世界中未来建筑所组成的美妙画卷已展现在我们面前。通过游戏虚拟的世界,

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