建筑學中的數學之美與數學元素解讀

【摘要】由于自然科學不斷的發展和進步，推動了數學的發展。建筑美學屬于自然科學當中的一個組成部分，它的發展和變化也比較依賴數學科學地發展。十分突出的地方就是和諧屬于建筑學和數學美同樣的追求。生態建筑學注重建筑中的美源于和別的建筑美學對比，其注重綜合地和諧觀念，必須要遵循建筑體系以及和諧原則，而別的建筑美學進注重和諧的某一方面，本文主要對建筑學中數學之美以及數學元素進行進一步的解析。

【關鍵詞】建筑學；數學之美；數學元素

一、傳統建筑中數學之美和數學元素的分析

傳統建筑分為兩個階段，分別是實用以及藝術階段，而這個過程當中，建筑審美由之前的處于次位發展，轉變成如今的在建筑當中擔任主角。整體上去看，建筑學仍然遵循幾何以及數理的關系。由于畢達哥斯提出的萬物皆為數學這個概念，以及柏拉圖立體，還有歐式幾何造成的影響，將比例系統納入了建筑中去。而建筑師經過比例的形態作用實現反應世間萬物的和諧。之后，比例系統就成為了建筑美學當中特別重要的一部分，并且流傳于世。在這過后的兩年多年之間，其始終在建筑美學中占據主流地位，而黃金比例這個數學元素只是和諧比例關系當中的一小部分。早在公元前290年左右的時候，就對黃金比例有了十分具體的定義，而黃金比例的提出者是幾何學歸納法的創始人歐幾里德，其是由單純的直線，確定了某個比例，然后這個比例稱作是極限中間比。

用歐幾里德的話來講就是，將一個直線按照極限中間比分割開來之后，這個時候，全部直線與比較長的之間壁紙和較長直線和較短直線比值相同。而開普勒稱作是歐氏幾何學當中兩大明珠，其中一個的黃金分割剛開始源自數學，現在在很多自然科學中的每一個領域幾乎都能夠看到它。并且人們也都在可以的運用黃金比例，甚至是將黃金比例當做是審美的標準的習慣。這也并非很難理解，屬于自然科學的話語，而宇宙和世界都應該是和諧并且美麗的。數學當中的美和自然以及藝術之間的美應該是相同的。著名學者也曾說過，數學能夠有效促進人們對于沒特性數值以及比例還有順序等的認識。雖有有一部分學者所，并沒有足夠的證據表明巴黎圣母院以及一些著名建筑當中應用了黃金分割，但是建筑師們也是通過認真的比例計算，才達到了想要的美學成果。

二、現代建筑美學當中的數學之美以及數學元素

概括來講，不包含建筑美學前面兩個發展階段，后面的四個發展階段都能夠包含在現代建筑美學的范圍當中。由于處于這個期間，在建筑學領域當中，工業革命還有世界經經濟不斷加快發展，促使建筑審美觀點方面也發生了巨大的變化。在數學領域當中，微積分還有非歐集合的提出對于人們觀看世界的方式造成了一定的影響，并且相對論的出現也給人們空間概念賦予了時間維度，使建筑學方面也因此面臨空間和美學等觀念的變化。

而建筑當中機器以及空間美學的融入，還有三維空間添加時間這個思維因素思考都成了數學帶給建筑學領域當中新的發現。在現代建筑美學當中，其觀念方面的主要特色就是對于建筑學領域當中客觀因素合理分析給予重視，例如，基地環境處置和現代功能需求的實現，以及新材料和特點的展示和運用。基于現代建筑美學的特征，能夠得出，在現代建筑學審美方面的規定無一存在著數學觀念帶來的影響。

第一點，現代建筑美學是將客觀因素合理分析當做是基礎，這就注定了現代建筑美學理性方面的源頭，更加主要的是給建筑美學發展方面提供了有力的數學根據。

第二點，具體方面，因為現代建筑美學對于目前存在的自然環境分析必須要以數學作為支持，環境當中能夠利用的美的因素和應該改進的丑的因素判別均必須要進行數學分析。現代建筑美學對于作用設定和滿足，都是將數學和諧作為前提條件的。原因在于有關作用方面的問題從基礎上來說就是和人們的行為相關的形式還有感受以及尺寸程度的問題，全部這些均要經過數字化來凸顯。有關新材料和技術所展示還有新方法運用這些問題通通也要落實到數量關系上面。所以，從根本上來講，現代建筑美學每一個地方都體現著數學和諧。例如，美麗冰城哈爾濱的索菲亞教堂，其設計方面也體現著數學元素。

后現代注意建筑美學觀念是對現代主義美學觀念的合理補充。而處于這個時期的建筑，在審美方面因為遭受了非理性主義思想的較大影響，展示出大量和現代主義建筑不一樣的審美變化。后現代主義建筑美學核心思想就是要將其展現的當代文化地客觀世界反映出來，這個文化逐漸大眾化，高雅和通俗文化以及純文學和通俗文學之間的距離不斷縮短。使商品化逐漸融入到文化當中，這就表明藝術品逐漸轉變成商品，可以說在理論上也成為了商品。其體現的是不攢同建筑設計理性，主要贊同設計不需要進行完善，對于怪誕的模式比較推崇，對于建筑設計原有的模式美的原則予以否定，采用其他比例和尺度符號來堆砌。同時還在文字方面，借著弘揚傳統的名義，使傳統文化的精髓以及富含的感情扭曲。并且后現代將理性主義當做是借口，使用非理性主義的理論對于非線性的模式加以解釋，這種矛盾最后一定會使其不斷消失和滅亡。

結束語：

通過本文對建筑學中數學之美以及數學元素的進一步解讀，使我們了解到總的來講，傳統建筑美學數學之間的關系，建筑設計人員從根本上來講是依照數學規律法則，并且應用數學知識使建筑空間制造得以成為現實，針對數學數字和比例中反映出來的和諧美，使建筑們將那個年代的建筑藍圖描述的更加形象。而現代建筑美學和數學的關系，其主流的每一個方面都凸顯數學所帶來的美以及數學元素。數學發展的步伐只有不斷向前，才能對世界發展起到相應的推動作用。而建筑學的發展在很大程度上決定了數學的發展，并且建筑美學地發展也源自數學發展帶給我們的驚喜。

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作者簡介：

陳鴻宇（1997年），男，四川省成都市人，漢，學歷：高中。