数学的魅力在于能用最简单的公式解释、创造复杂的世间万物,它的高度抽象性让其立于自然科学的最高峰而不倒。
尤其是数学在艺术领域的广泛应用,总让我们除了惊叹还是惊叹。
达·芬奇:蒙娜丽莎的微笑
达·芬奇的《蒙娜丽莎的微笑》是他最喜爱的作品,也是他在文艺复兴时代最高的艺术成就,现在是巴黎卢浮宫三大镇馆之宝之一。
曾经在枫丹白露宫编纂艺术品目录的班尔·汤,把《蒙娜丽莎的微笑》称为画中之画、首屈一指。
每天到卢浮宫鉴赏《蒙娜丽莎的微笑》作品的人数,达到了万。
这幅享有盛誉的画作,运用了数学界著名的“黄金分割”定律。
公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统的研究了黄金比例的问题,并建立起比例理论。
他认为所谓的黄金分割,指的是把长为L的线段分为两部分,使其中一部分对于全部之比,等于另一部分对于该部分之比。
黄金分割也可表示为黄金矩形,即矩形的宽长之比为黄金分割率。
黄金矩形
黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值,应用时取0.,就像圆周率在应用时取3.14一样。
达·芬奇的另一著名画作《最后的晚餐》也使用了黄金分割比率,下图中的黄金螺线的漩涡点正是犹大的钱袋子。
《最后的晚餐》
黄金螺线是由黄金矩形不断的分割成一个正方形和一个小黄金矩形得到。
黄金螺线和黄金矩形关系图
《最后的晚餐》的构图还应用了几何知识,以耶稣为中心向两边展开,就像是一个等边三角形,再以高低起伏的人物动作形成三人一组的四个小三角形,使画面显得协调平衡又富有动态感。
达·芬奇能在艺术方面有超高的造诣,和他在其他领域多有涉猎不无关系。
达·芬奇和米开朗基罗、拉斐尔并称为“文艺复兴(后)三杰”。
现代学者称达·芬奇为“文艺复兴时期最完美的代表”,是人类史上绝无仅有的全才。
他擅长雕塑、音乐、发明、建筑,通晓数学、生理、物理、天文、地质等学科。
从《蒙娜丽莎的微笑》、《最后的晚餐》可以看出,数学在达·芬奇的创造中占据着重要的位置。
不止达·芬奇的画作多体现数学,还有不少名家名画中都有数学的影子。
埃舍尔:手画手
埃舍尔是荷兰著名的版画家,从小数学成绩都不是很理想,但这并不影响他在作品中对数学知识的应用。
埃舍尔的作品中多见对分形、对称、双曲几何、多面体等数学概念的表达,其视觉效果总让人惊叹不已。
埃舍尔在不同时期创作了大量不同风格的作品,却都能让人过目不忘,成为人们研究和探讨的经典杰作。
《手画手》是埃舍尔版画中最著名的代表作,仅仅是两只手的画作却具有超强的视觉冲击力。
《手画手》
《手画手》沿用了埃舍尔创作时常用的手法:循环、连续、规律延续,用三度空间手法来表现平面图形。
三度空间又叫三维空间,是一个表示空间方位的名词,也是绘画中的常用术语。指由长度、高度、深度三个因素构成的立体空间。
在绘画中,为了真实的再现立体空间的物体形象,常常需要在二度的平面上描绘出三度空间的纵深和立体效果。
埃舍尔的画作中和《手画手》的创作手法类似的还有很多,例如《Fish/Duck/Lizard(鱼)》、《Puddle(水坑)》、《Gravity(地心引力)》。
《Fish/Duck/Lizard(鱼)》
《Puddle(水坑)》
《Gravity(地心引力)》
埃舍尔曾说过:“在数学领域,平面规则分割已经从理论上获得了充分的研究……数学家打开了一扇通向无限可能性的大门,但是他们自身并没有进入其中看看,他们特殊的禀赋使他们对如何打开这扇门的方式更感兴趣,而对隐藏在其后的花园不感兴趣。”
正是“花园”无穷的魅力,让埃舍尔钟爱一生。
丢勒:忧郁
阿尔布雷特·丢勒是德国中世纪末期、文艺复兴时期著名的油画家、版画家、雕塑家及艺术理论家。
他在二十多岁时高水准的木刻版画就已经使他称誉欧洲,一般也认为他是北方文艺复兴中最好的艺术家。
丢勒对数学也颇有研究,由此也提出了自己的理论,其中包括数学定理、透视及头身比例等。
丢勒最负盛名的画作之一《忧郁》,创作于年,这幅画在美术史上被视为难解之谜,其原因在于《忧郁》画中的数学谜题。
《忧郁》
《忧郁》右上角的窗户画有16个数字,这16个数字的任意横行、竖行、两条对角线的4个数字相加,都等于34。
丢勒幻方
这就是数学史上著名的“丢勒幻方”,最下面一行的“15”“14”,组合起来的“”是《忧郁》的创作时间,也是丢勒母亲去世的年份。
幻方也称为纵横图,由一组排放在正方形中的整数组成,正方形中的每行、每列及两条对角线的数之和均相等。
幻方看着和我们学过的数阵、数独很像,实际上幻方和数阵、数独确实有联系。
数阵
数阵是由幻方演化出来的另一种数字图,幻方一般均为正方形,纵、横、对角线数字和相等;数阵不只有正方形,还有长方形、三角形、圆、多边形、星形等多种图形。
两者的区别在于数字构成不同,数阵一般由形状决定,幻方数字是由行数(列数)决定。
九宫格数独
一般,我们玩的数独是在9×9的方格上,根据已有的数推算出剩下空格处的数,方格中的数字填1-9,不重复。
9宫格数独是由9个三阶幻方组成,但除此之外,数独取数规则和幻方有区别。数独取数是1-9不重复,幻方取数是1-N(N代表行数、列数)。
不管是数独还是幻方,都是超级有趣的益智类游戏,闲暇之余玩一玩,放松、逻辑思维锻炼两不误。
数学不仅充斥在我们生活的角角落落,而且其展现出来的多样形式也让人折服。
曾有人说:“不懂科学的画家不是好艺术家”,而科学的基础就是数学,想在艺术上有更高的成就,数学这个利器必不可少。
达·芬奇曾经说过一句话:“这世上凡是欣赏我作品之人,无一例外的不是数学家。”
鉴赏名画提升审美能力,还能学到数学知识,喜欢的快让孩子学起来吧!