「黃金分割」揭開美學神秘面紗

2021-01-17 Independent時間

3月,Independent Time發布了Georgiev Skeleton手工制表,Georgiev先生表達了鏤空盤面美感的精確度與神秘性,「在鏤空盤面與機芯重疊的艱難設計過程中,黃金分割既是阻力,又是成就這款手工制表到美之巔的鑰匙。」

「黃金分割」(Golden Section)是一個比喻說法,當然不是指分割黃金,意思是分割的比例如黃金一樣珍貴,這個比例值又稱為黃金分割率,數值為0.618033988...,這是一個極為神秘而令人著迷的無理數,從古至今,這個數字一直被人奉為美學和科學學的金科玉律。「黃金分割」有多神秘呢?從畢達哥拉斯,達文西名作「蒙娜麗莎」,古埃及金字塔,宇宙太陽系漩渦,自然界生命規律,到音樂界優美的琴音,都藏著它的影子。直到今日,諸多設計師在腕錶、建築、藝術等領域,都把這個神秘精靈運用到美學之作中。本篇,我們將為你揭開它的神秘面紗。

1.Pythagoras』Discovery

幾何學瑰寶

「黃金分割」

畢達哥拉斯の發現

古希臘哲學家、數學家畢達哥拉斯

「黃金分割」據說是由公元前6世紀古希臘哲學家、數學家畢達哥拉斯與其學派發現的,歐幾裡得(Euclid)在「幾何原本」裡述說了畢式學派求黃金比的五種方法,簡單來講,把L線段分成兩部分,其中較長部分等於較短部分和全部的比例中項,即X:L=(L-X):X,X≈0.618L。畢達哥拉斯學派在五角星構圖中發現了此數理關係,並用來解釋按這種關係創造的建築、雕塑等藝術美的原因。

該學派有個著名的美學觀點:「美是和諧與比例的合度」,實際講線段比例關係如何造成勻稱,並讓人看著感到更愉悅。畢式學派用長方形作了諸多實驗,發現按黃金比分配長寬的矩形是最美的,即短邊與長邊比為1:1.618。

天文學家克卜勒(Kepler)

中世紀德國天文學家克卜勒(Kepler)曾言,「幾何學中有兩件瑰寶,一是畢達哥拉斯定理,另外一個便是黃金分割」,並宣稱黃金分割是造物主賜予給自然界傳宗接代的美妙之意。文藝復興時期,黃金分割被視為最神聖的比例,例如達·文西(Leonardo da Vinci)於「論繪畫」書中指出:「美感建立在各部分之間神聖比例的關係上,各特徵必須同時作用,才能產生使人陶醉的和諧比例」。

2. Artists' Works

「黃金分割」

與藝術家殿堂之作

達文西作品《蒙娜麗莎》(Mona Lisa)

從達·文西(Leonardo da Vinci)到蒙德裡安(Mondrian),人們認為「黃金分割」比例在多個世紀以來一直在指導著這些藝術家。達·文西曾測量人體骨骼結構的確切比例,他是宣稱人體的結構比例完全符合黃金分割率的第一人。被廣為人知的莫過於達文西在創作《蒙娜麗莎》(Mona Lisa)時使用了黃金比例,人們認為這種幾何比例是此畫令人感到愉悅的關鍵因素。

達文西的作品《最後的晚餐》(Last Supper)

在他的名畫《最後的晚餐》中,猶大的形象正處在黃金分割上,當耶穌對12個門徒說:「你們中間有一個人出賣了我!」的時候,門徒聽後的反應出賣了誰是猶大,而黃金分割把人的視角引向猶大。

The Sacrament of the Last Supper, 1955,

Salvador Dali

諸多藝術家在設計創作其作品時都有意識地遵循了黃金分割比率。荷蘭畫家蒙德裡安(Mondrian)在抽象構圖中使用了它,薩爾瓦多·達利(Salvador Dali)在他的傑作《最後的聖餐》中也有黃金分割的呈現。

中國的古代畫家雖然不曉得這個神奇的數字,但給我們留下不少真理,比如「善畫者留白,善樂者希聲,善言者忘語,善書者缺筆,大賢者若痴,大智者若愚」等,在這些古代哲理中,都隱喻著黃金分割的精髓。中國的國畫、書法講究「意到筆不到」,留出一大半兒好似0.618,給人留以豐富的想像餘地。

3. Architectors' Works

「黃金分割」

與建築的淵源

雅典的巴特農神廟

「黃金分割」在建築中顯示了巨大的作用,推動人類在它的指導下去認識世界和改造世界。當然,諸多傳奇古代建築未使用過此理論,但黃金數據比例美毋庸置疑,比如古埃及修建的胡夫大金字塔,其高與底部正方形邊長之比為0.62。神奇的是,中國古代的兵馬俑,它的垂直線與水平線之間竟然也和金字塔一樣,完全符合1比0.618的比例。到了古希臘時代,雅典的巴特農神廟就是按照黃金比例建造出了神殿,有研究人員測出大理石柱廊高恰好佔整個神殿高度的0.618比例。

法國巴黎聖母院The Golden Ratio and

The Notre Dame Cathedral

文藝復興時期的偉大建築師帕拉迪奧(Andrea Paliadio)則提出,被我們經常覺得優美的比例,除了最平穩、和諧的1∶1(正方形和圓形)除外外,尚有1∶2,1∶3,1∶1 618,1∶4(兩個1∶1的組合),以及1∶5(兩個黃金比的組合)。法國巴黎聖母院的正面高度和寬度的比例是8:5,它的每一扇窗戶長寬比例也是如此。紐約聯合國大樓在建築設計中所運用的黃金分割率。

Notre Dame du Haut(朗香教堂)

著名建築師勒·柯布西耶(Le Corbusier)的模度系統,利用了幾個與人體尺度最接近的數字,其中身高與臍高的黃金比例關係來源於文藝復興時期達文西的發現,發現將舉手高折半正好等於臍高,這也是建築設計中的一個重要尺度。1948年,經過7年的理論研究與試驗,他出版了《模度-合乎人體比例的、通用與建築和機械的和諧尺度》一書,詳細闡述了模度理論的開端、發展、完善到實際應用。從模度系統誕生,特別是50年代後,他以其作為一種重要設計工具,在其實踐中加以應用,包括馬賽公寓、聖迪埃工廠乃至朗香教堂的平面設計,模度系統都不同程度發揮了其比例控制的效用。

現在,建築師們也常常在高塔的黃金分割點處建造一些樓閣或者平臺,這能讓單調的塔看上去更多彩,比如在摩天大樓的黃金分割點0.618處設計上裝飾物或者分割線。

4. Musical World

「黃金分割」

與音樂世界

The Violin Museum's most prized instruments

優美的音樂是綜合條件決定的,據錢仁康教授說:「藝術上的黃金分割比例,和音樂中高潮的位置有密切關係。我們分析許多著名的音樂作品,發現其中音樂高潮的地方,大多和黃金分割點相接近。」而無論是貝多芬、莫扎特、巴赫,還是舒伯特等音樂巨匠,在他們的音樂裡流淌著黃金分割的完美和諧。在樂章、樂曲中的大小高潮部分大都處在樂曲的5:8的交叉點上。

音樂家斯特拉迪瓦裡在製造他那把有名的小提琴時,也運用到了黃金分割來確定f形洞的確切位置。可以說,黃金分割律是小提琴系統工程中的一個重要組成部分。小提琴各個黃金分割律的調試比較困難,其中有的可以自行調試,有的則明知不準確也難於調試。在可能條件下,調節其某些可調部分的黃金分割點,其音質可獲得一定程度的改善。同樣,二胡要獲得最佳音色,千斤則須放在琴弦長度的0.618處。

5. With Nature

「黃金分割」

與自然和生命

嫩芽抽枝吐葉的彎曲度

在中世紀歐洲,斐波那契發現美妙的植物葉片、花瓣等從小到大的序列是以0.618:1的近似值排列的。從那時起,植物學家們研究植物,發現有些植物的生長也是按黃金分割的序列排列的,比如嫩芽抽枝吐葉時,從嫩枝的頂端看,可看到葉子排列成一對數螺線,葉子在螺旋線上的距離恰好符合黃金分割。向日葵的種子也是按照特定的對數螺線弧排列的,它們的螺旋線上的距離也服從黃金分割規律。而設計師根據車前草葉形排列的數學模式設計的螺旋形高樓,房間室內能灑滿充足的陽光。

鸚鵡螺身上羅紋弧線

若將世界上任何一個蜂巢裡的雄蜂和雌蜂分開數,你將得到一個相同的黃金分割比率。鸚鵡螺身上每圈羅紋的直徑與相鄰羅紋直徑之比是它。昆蟲身上的分節竟然也符合黃金分割。

哪怕在人的世界,人類從胚胎、嬰兒、孩童到成年的發育規律,也遵循著黃金分割率。養生學家通過多年觀察發現,動和靜是一個0.618比例關係,大致四分動六分靜才是較佳養生之法。醫學專家分析後發現,飯吃六七成飽的人幾乎不生胃病;人的腦電波圖,若高低頻率比為1:0.618時,乃是身心最具快樂歡愉之感的時刻。

6. Universe

「黃金分割」

與宇宙

太陽系的渦旋現象

我們知道,太陽系本身就是一條斐波那契螺線,形成以太陽為中心的渦旋。事實上,列昂納多曾有論述:「與車輪不同的是,渦旋越靠中心速度越快。」比如說,水星年(水星繞行太陽一周)等於地球年的88天,而冥王星的1年是地球年的248倍。翠茜·特威曼和鮑伊德·賴斯在《上帝之舟》中列舉的事實更進一步:太陽與水星的距離,加上水星與金星距離,正等於金星和地球的距離。太陽系中月球是距地球最近的星球,月球的平均密度(3.4g/cm)與地球的平均密度(5.5g/cm)之比恰為0.618:1。

7. Why Beautiful

「黃金分割」

為什麼美?

一位美國屢獲殊榮的工程師,位於達勒姆市杜克大學的機械工程學教授Adrian Bejan,他也發現了黃金分割能取悅人的原因,他認為人眼比起其他動物能更快地識別具有黃金分割率的圖像。Bejan認為,動物的世界,無論是在畫廊中的人類還是大草原上的羚羊,視野都是水平的。對於羚羊來說,危險主要來自側面或背後,而不是來自下方或上方,因此視野範圍相應地發生了變化。他認為,隨著視力的發展,動物通過視野更開闊,跑得更快讓自己更安全。

「眾所周知,當眼睛從一側到另一側掃描,而不是上下掃描時,人可以更有效地獲取信息。觀察許多人繪製和建造的東西,到處都可看到這些比例。」據Bejan說,這些論點都是學術性的。無論是否有意,該黃金比例代表了轉移到大腦的最佳比例。「我們人類真的想進步,不想在回憶、記錄和理解事物時感到頭疼。類似於黃金分割率的形狀有利於圖像通過視覺器官傳遞到大腦。動物在獲得幫助後,會感到越來越好,當他們找到食物,住所或伴侶時,它們會感到愉悅。當我們人類看到黃金比例中的比例,我們也得到了幫助。我們感到了愉悅,並稱它是美麗的。」

品牌APPLE的LOGO與黃金分割關係

我們若從視覺美上分析,黃金分割本質上帶來的是和諧,具有相似、重複、聯繫的特徵,當然,除了和諧還有變化和充滿活力。人類觀看圖像時,眼睛和心通過將視覺碎片整合為一個融合的整體,來組織視覺差異。而藝術組織有七個原則——和諧、變化、平衡、比例、主導傾向、運動和簡約。藝術的組織過程就是通過相似將對立方面關聯在一起,最後是需要成為一個統一。以線條為例,當一個藝術家運用線條使作品成為整體的時候,藝術家會通過長度、寬度、特徵等一種或全部的關聯性來創造最終的和諧體。黃金分割的美已在人類認知中擁有了兩個特性,那就是和諧和變化。在現代設計應用中,甚至一些品牌的LOGO比如APPLE都有此美感。

黃金分割的美學價值已經遠遠超出數學與藝術界範疇,世間萬物,包括自然、人類等等,都與黃金分割有千絲萬縷的關係。它已經構成了世界乃至宇宙運行的規律,不僅僅限於數學、藝術、建築等的結合,相信美好的事物總能帶給這個世界些許信仰與敬畏。

參考文獻

1.The Golden Ratio – The Divine Beauty of

Mathematics by Gary Meisner

2.Why golden ratio pleases the eye: US academic

says he knows art secret. The Guardian

3.A Mathematical History of the Golden Number

by Roger Herz-Fischler

4.The Glorious Golden Ratio by Alfred S. Posamentier\

Ingmar Lehmann

5.《奧妙無窮的黃金分割》人民郵電出版社

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