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数学之美(二十七)——罗氏几何
文章来源: 作者: 发布时间:2023-07-15 15:58 点击数:

英国著名哲学家、数学家、逻辑学家、历史学家伯特兰·罗素曾经说过:“数学,从正确的观点来看,它不仅是真理,而且是至上的美丽,一种严峻的美,雕刻的美;没有音乐和绘画那样的装饰,而是令人惊异的纯真,具有最伟大的艺术品所显示的完美。”

罗氏几何

罗巴切夫斯基几何,也称双曲几何。与欧氏几何最主要的区别在于公理体系中采用了不同的平行公理(“过直线之外一点有唯一的一条直线和已知直线平行”被 代替为“双曲平行公理”,即“过直线之外的一点至少有两条直线和已知直线平行”)。

双曲抛物面是罗氏几何的一个重要模型。每个面上都有两条抛物线,形成的结构既能抗压也能抗拉。又因形状酷似马鞍,也被称作“马鞍面”。

罗氏几何的应用

马鞍面在建筑中得到了极致的运用,由马鞍面形成的飘逸的屋面得到了许多建筑学家的青睐。

一个马鞍面——帕尔米拉教堂

教堂的主结构只有一个双曲抛物面壳,靠近道路的一侧被切割成弧线,另一侧则被用直角切割,优美的弧线划过空旷的山顶。

三个马鞍面——圣维特生·得·保罗教堂

三块马鞍面壳靠在一起,中间通过钢桁架相连,形成透明光带,像森林里的一顶白帽子。

四个马鞍面——霍奇米洛克餐厅

每个“花瓣”与其12点钟方向的花瓣位于同一个双曲抛物面上,四个双曲抛物面相互交叉连接在一起,并且用圆柱体将轮廓修剪,最终形成了优美的花瓣形状。

多个马鞍面——米拉格罗萨教堂

从一把不对称的伞出发,将伞的短边倾斜到地面上,再将短边的中点抬高形成一个三角形窗洞,共8组这样的单元形成了教堂的主要空间。在室内的处理上,双曲抛物面强调重量感的同时,保证各种向上的线条仍能够营造出一种升腾感。

数学之美

艺术的结构是数学的,数学的表达是艺术的。从数学的角度分享一些对艺术品的感想,只是用数学思想和观点从另一个角度去欣赏艺术,或许会产生不一样的效果。


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