神圣比例:黄金分割率

作者: 黄章文

来源: 遇见数学

发布日期: 2020-10-19 11:02:56

黄金比例是一个神秘的数学比例,被认为是很多艺术作品背后所隐藏的密码。它在建筑、艺术和设计中广泛应用,能够创造出美学上令人愉悦的作品。

黄金比例 (Golden ratio,也叫做黄金分割率) 是一个神秘的数学比例,被认为是很多艺术作品背后所隐藏的密码。黄金比例触动人们从感官上对美的欣赏,引起对审美的共鸣,以至于文艺复兴期间它曾被称作“神圣比例”。将它应用到自己创作中的著名画家有达芬奇、米开朗琪罗和桑德罗·波提切利。萨尔瓦多·达利就使用了黄金比例去创作“最后晚餐的圣礼”,这种几何比例被视为创造了美学上令人愉悦珍品的关键所在。

几千年来,世界上许多重要的建筑物也隐藏着黄金比例,帕台农神庙、圣母院、泰姬陵、吉萨金字塔、纽约古根海姆博物馆和联合国秘书处大楼……黄金比例在艺术中更是广泛运用,该比例在摄影、设计等现代艺术领域中颇具吸引力。通过对德彪西、贝拉·巴托克和埃里克·萨蒂的作品分析表明,黄金比例甚至也应用于音乐创作的美妙旋律之中,成为了旋律历久弥新的法宝。

黄金比例,这个名字可能会给人一点误导,因为跟黄金可是没有一丁点关系。黄金比例是一个用希腊字母 Phi 表示的无理数,它是以公元前 447 年古希腊雕塑家菲迪亚斯 (Phidias) 名字命名的。因为他为帕台农神庙制作的诸神雕塑中就用到了这种比例。菲迪亚斯生活在公元前 5 世纪,但黄金比例在更久远的古埃及大金字塔中也有体现。

黄金比例的值跟 π 一样是无理数,所以它不能用分数完全表示出来,其值大约等于 。黄金比例能通过几何作图、使用斐波那契数列、或者使用三角学和极限来定义。理解它最直观的方式是把一条线分为两个部分,a 和 b,它们满足下列比例关系:

黄金比例不仅仅是一个有着很强数学意涵的常数,它也是频繁隐现在自然界中。

人们可以在罗马花椰菜、贝壳、花瓣、树叶、DNA 分子、银河系、飓风、还有整个人体发现基于它的形状和结构。为何大自然诸多事物会选择遵循黄金比例呢?植物学家已经得出结论,植物会让其叶子沿一条螺旋线生长,并确保让它们不会处于彼此遮挡的角度,以此来最大化它们所接收的光照。物理学家也已经得出结论,应用黄金比例所形成的结构消耗能量会更小。简单地说,大自然总是择优而生,对于许多问题,黄金比例既是最佳的生存方案。

抛开数学和其在自然界中的存在,利用黄金比例创作的艺术品会自然而然地吸引人们的注意力,这自然是每一个艺术家的梦想。如果说文艺复兴时期的画家追求的是创新和自由表达,那么现代艺术家追求的则是独特性和真实性。他们渴望脱颖而出,引起受众的注意与共鸣,并获得赏识。黄金比例经常在摄影、设计和建筑中使用,它可以帮助你构建某种构图平衡,镶嵌吸睛的焦点。

当然,在创造性领域使用一个无理数并不容易,好在很多软件和工具已经提供很多方法能减轻你的工作量。

摄影中应用黄金比例最基本的方式是选择一种遵从黄金比例的纵横比。与其使用经典的 4:3 或 16:9,不如尝试使用 16:10,这样更趋近黄金比的比例尺寸。可以在摄影中使用黄金比例作为一个构建法则。类似于摄影三分法,该方法叫做黄金法则。

你的照片可以应用这个规则,利用黄金比网格线分割你的照片:根据黄金比例作两条垂直线和两条水平线。然后把图片的焦点沿着这些线放置,或者将想要引导的焦点放置在交点之上。黄金法则常用于风景摄影中,大量的景色需要以更吸引人的比例来构建。比如,街道摄影中使用它来构图呈现变化和动感,让画面富有活力与透视。

建筑中黄金比例的历史始于古希腊人,对他们而言,美学非常重要。

不过建筑中使用黄金比例可以达到平衡感,这可是在任何建筑风格中都是受到青睐的。它在中世纪和文艺复兴时期被大量使用。13 世纪的索尔兹伯里大教堂和 15 世纪佛罗伦萨的维奇奥宫就是很好的例子。可以列出一长串使用黄金比例的著名建筑。这个名单会涵盖了人类的各个历史时期,并且每天都有新的建筑加入。全世界各地的建筑学校都在教授黄金比例和黄金螺旋线相关的知识。

当然,很多人还是认为黄金比例并不是刻意在建筑中使用的。他们说,关注于细节和几何图案的使用只是某个特定时期建筑风格的一部分。此外,直到二十世纪设计师才宣称他们刻意使用了黄金比例。

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