“科学与艺术是一枚硬币的两面。”伟大艺术品常诞生于灵感与激情碰撞的火花四溅中,在感性的背后艺术美也有着理性的规律。它无法量化却可以追寻,就像“黄金分割率”。一个数学公式,却能在艺术家的笔下幻化出最动人心魄的美。
鹦鹉螺壳内部横断面
美与数学似乎是两个截然不同的领域,美常常与感性、意识等词语相关联,而数学则是追求理性的终极模型。“人们认识美、探索美的秘密是一个极为古老的课题。”在探索这个秘密的过程中,古代的智者们发现美竟然与数学有着紧密的联系,甚至有一个神秘的数学定律与大自然和艺术作品中的许多美的形式完全契合。这个数学定律就是“黄金分割率”,它是许多美的形式的数学模型,是美学与科学的奇妙共舞。
在遥远的古希腊,有一位著名数学家、哲学家叫毕达哥拉斯。相传有一天他走在街上,听到有节奏的“叮叮当当”的声音,发现是铁匠打铁时发出的有规律的、悦耳的敲击声,于是他停下脚步,驻足倾听。伴随着铁锤的敲击,毕达哥拉斯发现敲击声与间隔产生的规律性的节奏恰好形成一个比例,并且可以用数学方程表达出来。后来,数学家欧几里得等人进一步阐述了这一数学概念。而这个比例有着许多奇妙的性质,它不仅深受数学家的痴迷,被运用于数学研究,还被艺术家所推崇,常运用于建筑、绘画、书法、音乐之中。这个比例被称为“黄金比例”或是“神圣比例”。
黄金比例
简单来说,黄金比例就是将一条线段分为两部分,其中较短部分与较长部分的长度之比等于较长部分与整体长度之比。如上图所示,如果将黄金分割率简化成数学比例关系,就是BC∶AB=AB∶AC,比值约为0.618。将这个比例关系延伸出来,还有许多有趣的数学关系,比如说神奇而迷人的斐波那契数列,又称“黄金分割数列”。
数列可以简单理解为前后有规律的一组数排成的队列。我们所说的斐波那契数列从第三个数字开始,每一个数字都等于它前面两个数字之和。如果将这个数列用图形表现出来,那么神奇的事情就发生了,它形成了一个弧度优雅而美丽的螺旋线。看到这个螺旋的弧线,你会联想到什么呢?是浩瀚大海中螺旋形的贝壳,还是浩渺宇宙中的螺旋星系?其实,大自然中还蕴藏着无穷无尽的黄金比例。它可能蕴含在一朵花的乾坤之内,也可能彰显在一棵树的枝叶之上,还有可能潜藏在一幅飓风图的奥秘之中。
黄金螺线
黄金分割虽然是一种数学上的比例关系,但是它却能产生和谐感与韵律感,其中蕴藏着丰富的美学价值,被古今中外的艺术家不断运用于艺术创作之中。在这些与黄金比例相关的艺术作品中,有一些可以直接通过作品体现出比例之美,或是艺术家明确指出自己作品与黄金分割的关系,还有一些作品则似乎是在无意中与黄金比例产生了微妙的联系。
最早运用黄金比例的是古希腊时期的建筑。例如古希腊的帕特农神庙,经测量发现,庙身的高与宽的比非常接近黄金比例,其上部装饰部分的高度与下侧柱子的高度的比也约等于0.618。帕特农神庙代表了古希腊建筑艺术的最高水平,可谓古代建筑的典范之作。古罗马时期的建筑大师维特鲁威曾在他的著作《建筑十书》中充分强调了黄金比例在建筑设计中的重要性。