古希腊有一位著名的哲学家,他的名字叫毕达哥拉斯。西方人认为他是算术、几何、天文学和音乐的创始人。他还在西方创造了哲学和数学两个词。他有一个著名的观点,认为一切都是数学。他认为世界上所有事物的规律都可以用自然数的运算来解释。学习数学的最终目的不是使用它,而是探索世界的真相。
古希腊数学对艺术的贡献
古希腊文明的创始人毕达哥拉斯也定义了什么是数学,也就是说,任何观点都必须经过假设、演绎、推理和论证,并且必须确保它的联系和完善。因此,古希腊的伟大哲学家基本上都是伟大的数学家。毕达哥拉斯本人发现了毕达哥拉斯定理,同时他也提出了黄金分割。
1820年,在爱琴海的米洛岛上,出土了一尊著名的大理石雕像——断臂维纳斯。爱情女神身体的各个部分都符合黄金分割的特定审美标准,成为女性身体艺术的巅峰。
毕达哥拉斯绝对不是随便定义的。我们试图画一个金色的长方形。矩形的长边与短边之比是1.618,正好是(√5-1)/2。这是一个无理数。如果您连续切割一个矩形,然后用圆弧替换每个切割的正方形,那么您可以找到一条螺旋线。如果你以相同的角度旋转这条螺旋线,你可以得到一条等角螺旋线。
在400多年希腊文明时期,数学与艺术基本上浑然一体,人们也没有严格区分科学与艺术的概念,认为两者理所当然是自然哲学的两个组成部分。这个时期出现了一大批杰出人物,包括苏格拉底、柏拉图、亚里士多德,以及后来的欧几里德,他们都是精通科学与艺术的。在400多年的希腊文明中,数学和艺术基本上是融为一体的,人们并没有严格区分科学和艺术的概念,认为两者自然是自然哲学的两个组成部分。在此期间,出现了大量杰出的人物,包括苏格拉底、柏拉图、亚里士多德和后来的欧几里德,他们都精通科学和艺术
最后一个古希腊文明,数学家、天文学家和哲学家阿基米德,在他的经典著作《论球体和圆柱体》(On the Sphere and柱面)中,将严格的数学推理与柏拉图丰富的艺术想象力和谐地结合在一起,并运用“衰竭法”推导出许多平面图形的面积和三维图形的体积。
公元212年,罗马人来到雅典,杀死了古希腊最后一位数学家阿基米德。数学的黄金时代已经结束。罗马人不热爱科学,所以他们烧毁了大部分古代数学书籍。
在欧洲中世纪,几百年后,数学研究停滞不前。直到7世纪,中亚的阿拉伯帝国才开始重视数学的研究。他们将少量几何元素翻译成阿拉伯语,并保存在巴格达。
500多年过去了,欧洲和中亚的联系越来越紧密。欧洲人才发现阿拉伯人在数学方面取得了如此巨大的成就。他们开始疯狂地致力于这些作品的翻译。在将近300年的时间里,他们已经把大量的希腊和中东数学翻译回拉丁文。这包括来自印度的阿拉伯数字,因此希腊的科学遗产形成了一个大圈,最终又回到了欧洲。
1435年,意大利画家、建筑师和数学专家阿尔贝提出版了一本名为《论绘画》的书,以透视几何的焦点透视法为基础给出科学解释。他认为,自然是艺术创作的源泉,数学是理解自然的关键,艺术之美与自然融为一体。
意大利科学家和画家莱昂纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci)用科学的眼光观察和探索这种自然。他用科学方法将自己的艺术发展到顶峰。30多岁时,他一直在学习几何和算法。他还说,“没有一个欣赏我作品的人不是数学家。”因为在文艺复兴之前,中世纪的画家是根据思想来绘画的。在一幅宗教画中,耶稣的尺寸最大,而其他人的尺寸小得可怜。
基于在线透视和色彩透视,达芬奇创造了空气体透视,其中杰出的作品是《最后的晚餐》。这幅画描绘了耶稣与圣经中的12个门徒共进最后的晚餐。图片中有13个字符,背景是表格和窗口。根据人眼反射光线的规律,这些不同距离和比例的物体都准确地显示在同一平面上,没有任何偏差。
研究发现,秘密在于列奥纳多·达·芬奇对射影几何中“消失点”原理的严格实践。这幅画的消失点在耶稣的右太阳穴上。此外,《最后的晚餐》还隐藏了《几何原本》中另一个重要的数学成就:黄金分割。图中,耶稣被放在视觉的中心,而叛徒犹大被放在黄金分割区(golden section),黄金分割区不引人注目,但却是视觉上最舒适的位置。
这些文艺复兴时期,数学是他们的必修课,一件作品如果不是科学,也不是艺术作品,从那时起,以绘画、雕塑艺术为代表的艺术,已经从宗教神秘主义转向现实主义。另一方面,文艺复兴不是艺术的复兴,而是数学研究的复兴。
17世纪的启蒙运动开启了欧洲近代史。启蒙思想家也在探索这个世界的真相。英国数学家、物理学家、天文学家牛顿和德国数学家、哲学家莱布尼茨独立创造了划时代的微积分,彻底改变了数学概念源于直观的经验模型,并开始依赖思维结构。微积分已经成为现代物理、化学、天文学、生物学和许多其他科学以及工程的基本理论方法,并广泛应用于经济、管理、语言、政治、艺术等各个领域。
与此同时,德国哲学家黑格尔在他的《哲学全集》中宣称,艺术是人们内心的想法,艺术的形式是诉诸我们的感官。这时,人们强调数学与艺术的区别,数学追求的理性认知,艺术是精神的表达。
在20世纪,荷兰艺术家埃舍尔一生都喜欢基本的几何图形,如圆形、正三角形、正方形和正六边形。然后他用欧几里得几何学中的四种基本变换,即反射、平移、膨胀、收缩和旋转,将基本几何图形扭曲成马赛克图案,如昆虫、鱼、鸟、动物、图形、花、魔鬼和天使。
如果非欧洲几何学创造了埃舍尔的马赛克艺术,分形艺术充分展示了后现代主义的艺术风格。科学家芒德布罗(Mundeboro)将美学艺术和科学分形结合在一起,可以用简单的函数无限迭代,形成无数美丽的艺术形象。
数学让我们富有理性,让我们了解这个世界的真实运作模式,艺术富有感性,用热量触摸多彩的世界。从哲学上讲,数学与艺术的融合源于它们共同的追求、永恒的真理以及在数学研究和艺术创作过程中共同的智慧和贡献。数学追求真理,艺术追求美,美是真理的荣耀,美与真理是统一的。数学与艺术的融合实际上是艺术的数学化和数学的艺术性。