数学在建筑中的应用

数学在建筑中的应用数学在建筑中的应用 教师教育学院 2011 级数学行知班 贲嘉宇 2 数学在建筑中的应用数学在建筑中的应用 数学的发展与自然科学的进步有着密不可分的关系 建筑美学作为自然科学 的一个分支 其发展变化同样依赖于数学科学的不断发展 最为突出的表现是 和谐是建筑美学与数学美共同的追求 生态建筑美学强调建筑美来自于和谐 但是 这种和谐指的是一种系统的和谐观 与其他建筑美学相比 它强调的是 综合的和谐观 要求建筑体现系统和谐原则 而不像其他建筑美学所强调的只 是和谐的一个方面 而数学美的最高追求也为和谐 并且 在数学领域 和谐 的涵义本来就是宏观与微观的结合 达到整个数学领域以及内部的各个分支 之间的和谐发展 小到分支内部定理与定理之间的丝丝入扣 都体现了数学 系统的和谐 建筑学的未来在很大意义上决定于数学的发展 同样 建筑美学的的发展变 化也来源于数学带给我们的一个个惊喜 无论从传统建筑学 还是现代建筑学 都蕴含着数学美 传统建筑中的美学传统建筑中的美学 传统建筑美学包括实用阶段和艺术阶段 在这个阶段 建筑的审美要求从 最初的居于次位发展到后来在建筑中扮演十分重要的角色 总体看来 其所依 据的原则依旧为几何与数理的关系 随着毕达哥斯 万物皆数 思想 柏拉图 立体以及欧氏几何的影响 比例系统被引入建筑之中 建筑师通过比例的造型 作用来达到体现宇宙万物的和谐 从此 比例系统便成为建筑美学理论中十分 重要的组成部分流传后世 在之后的两千多年间 它一直都是建筑美学的主流 黄金比例 也称 黄金数 黄金分割率 黄金分割 就是和谐比例关 系的其中之一 可以说 数学美即为传统建筑美学精髓的全部 现代建筑中的数学美现代建筑中的数学美 广义来说 除去建筑美学的前两个发展阶段 之后的四个建筑美学的发展 阶段都可以涵盖于现代建筑美学的范畴 因为在这个时期 在建筑学领域之中 伴随着工业革命及世界经济的大发展 建筑的审美观发生了翻天覆地的变化 在数学领域 微积分以及非欧几何的出现改变了人类观察世界的方法 相对论 的诞生更是给人们的空间概念加上了时间的维度 建筑学领域也由此面临着空 间观念 美学观念的转变 建筑中机器美学 空间美学的出现以及在三维空间 3 加入时间这个第四维因素的考虑都成为数学带给建筑学领域的新发现 现代建 筑美学思想的特点是尊重客观因素的科学分析 如基地环境的处理 现代功能 的满足 新材料技术特点的体现 新手法的运用 从现代建筑美学思想的特点 我们可以看出 在现代建筑学审美要求的各个方面之中无不渗透着数学思想的 影响 数学与建筑的结合数学与建筑的结合 建筑 只有数与形结合 才更具有神韵 当你在欣赏一座跨海大桥时 其 实是在不知不觉中惊叹大桥的静定多跨结构中包含的数学和自然融合美的成分 千百年来 数学已成为设计和构图的无价工具 它既是建筑设计的智力资源 也 是减少试验 消除技术差错的手段 比例 与比例相关的均衡 尺度 布局的 序列都是构成建筑美的要素 和谐的比例和尺度是建筑结构呈现自然美的基本 条件 比例的均称与平衡 圆形的对称和和谐 曲面的柔软与变幻 总能不断 地启发建筑师创造出更具和谐美和雅致美的建筑 参考文献 1 王德厚 大坝安全监测与监控 M 水利水电