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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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