III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

СИММЕТРИЯ В АРХИТЕКТУРЕ И ИСКУССТВЕ
Мищенко А.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Цель:

выявить насколько широко симметрия присутствует в архитектурных сооружениях и в частности в архитектуре города Волгограда.

Основополагающий вопрос:

Насколько часто симметрия используется при создании архитектурных сооружений? Можем ли мы считать использование симметрии приёмом гармонизирующим на восприятие архитектурных сооружений?

Гипотеза:

симметрия широко используется при проектировании архитектурных сооружений и оформлении фасадов зданий.

Предмет исследования – симметрия и архитектура

Объект исследования– здания, выполненные в разных архитектурных стилях

Задачи:

  • Определить, что называют симметрией.

  • Рассмотреть некоторые виды симметрии.

  • Определить, что называют архитектурой.

  • Рассмотреть стили архитектуры.

  • Исследовать некоторые архитектурные сооружения, при проектировании которых использовалась симметрия.

План работы над проектом:

1. Формулирование темы проекта.

2. Подбор и изучение основных источников по теме.

3. Составление библиографии (литературы).

4. Обработка и систематизация информации.

5. Разработка плана проекта.

6. Оформление проекта.

I.ВВЕДЕНИЕ

Для человеческого разума симметрия обладает

по-видимому, совершенно особой притягательной силой.

Фейман Р.

Основополагающим понятием всего проекта является понятие симметрии, играющей ведущую, хотя и не всегда осознанную, роль в современной науке, искусстве, технике и окружающей нас жизни. Симметрия пронизывает буквально все вокруг, захватывая, казалось бы, совершенно неожиданные области и объекты.

С давних пор человек наблюдал явление симметрии в природе. Крылья бабочек, зеркально повторяющие друг друга, симметричны. Кусты и деревья симметричны своим отражением в воде. Если мысленно провести вертикальную линию, разделяющую пополам человеческую фигуру, то левая и правая стороны тоже превратятся в части симметричной «композиции».

Симметрия, гармония – это наиболее общие понятия, идеи, выработанные в процессе познания человечеством окружающего мира и своего места в нем. Они включают повторяемость событий во времени и пространстве, сохранение свойств объектов при различных преобразованиях. Эти идеи и понятия нашли воплощение в самых разных сторонах деятельности людей – науке, искусстве, ремеслах. Достаточно отметить математические формулировки множества единообразных объектов, повторяемость узоров орнаментов при трансляциях, поворотах, отражениях, ритмичность работы машин и т.д.

Архитектура современного города многообразна, насыщена, интересна, порой город напоминает нечто хаотичное и бесформенное, однако это не так. Архитектура города, как музыка увлекает своей многогранностью и неповторимостью форм. Я пришла к выводу, что даже на первый взгляд, почти все в архитектуре многих городов подчинено гармонии, соразмерности и четкости. Поэтому я решила выбрать темой своей исследовательской работы - тему «Симметрия и архитектура».

II. Теоретическая часть

1.Определение симметрии и виды симметрии

Симметрия (др.греч. συμμετρία «соразмерность», от μετρέω — «меряю»), в широком смысле — соответствие, неизменность, проявляемые при каких-либо изменениях, преобразованиях.

Симметрия, в геометрии, — свойство геометрических фигур. Две точки, лежащие на одном перпендикуляре к данной плоскости (или прямой) по разные стороны и на одинаковом расстоянии от нее, называются симметричными относительно этой плоскости (или прямой).

Фигура (плоская или пространственная) симметрична относительно прямой (оси симметрии) или плоскости (плоскости симметрии), если ее точки попарно обладают указанным свойством. Но это только один из видов симметрии, которую изучает математика, так называемая осевая симметрия.

Фигура симметрична относительно точки (центр симметрии), если ее точки попарно лежат на прямых, проходящих через центр симметрии, по разные стороны и на равных расстояниях от него. Этот вид симметрии называется центральной симметрией. Две центрально симметричные фигуры всегда можно наложить друг на друга, не выводя их из общей плоскости. Для этого достаточно одну из них повернуть на угол 1800 около центра симметрии.

В пространстве аналогом оси симметрии является плоскость симметрии. Отображение пространства на себя относительно плоскости называют зеркальной симметрией. Название это оправдано тем, что обе части фигуры, находящиеся по разные стороны от плоскости симметрии, похожи на некоторый объект и его отражение в зеркале.

Двусторонняя симметрия - симметричность относительно зеркального отражения. Билатеральная симметрия — (она же двусторонняя) симметрия зеркального отражения, при которой объект имеет одну плоскость симметрии, относительно которой две его половины зеркально симметричны. Ось симметрии у билатерально симметричных объектов отсутствует.

Если фигура при повороте вокруг внутренней точки отображается на себя, то она обладает поворотной симметрией.

Трансляционная симметрия — тип симметрии, при которой свойства рассматриваемой системы не изменяются при сдвиге на определённый вектор, который называется вектором трансляции.

Сферическая симметрия — симметричность относительно вращения в трёхмерном пространстве на произвольные углы.

Еще одним видом симметрии является переносная симметрия. Этот вид симметрии состоит в том, что части целой формы организованы таким образом, что каждая следующая повторяет предыдущую и отстоит от нее на определенный интервал в определенном направлении. Переносная симметрия обычно используется при построении бордюров. В произведениях архитектурного искусства ее можно увидеть в орнаментах или решетках, которые используются для их украшения. Переносная симметрия используются и в интерьерах зданий.

2. Архитектура и стили архитектуры

Архитекту́ра (лат. architectura от др. -греч. ἀρχι — старший, главный и τέκτων — строитель, плотник) — одна из наиболее всеобъемлющих областей человеческой деятельности, занимающаяся организацией пространства и времени и решающая любые пространственные и временные задачи, от разработки стратегий развития агломераций до дизайна дверных ручек. По словам древнеримского архитектора Витрувия, архитектура основывается на трёх началах: лат. firmitas — прочность, лат. utilitas — польза и лат. venustas — красота (т. н. Триада Витрувия) . По его мнению все это лежит в определённом гармоническом отношении к пропорциям человеческого тела.

Архитектура окружает нас и образует пространственную среду для жизни и деятельности людей.

Известное стремление человека к красоте вдохновляет творческую фантазию архитектора на поиск всё новых необычных архитектурных форм, неповторимости облика и яркости художественного образа сооружения. Каждое здание производит своё впечатление: одно имеет торжественный, праздничный облик, другое - строгий, третье - лирический. Памятники архитектуры, относящиеся к разным эпохам и странам, отличаются друг от друга по внешнему виду или по стилю, как отличались условия проживания и художественные вкусы людей тех времен.

В архитектуре, как и в других видах искусства, существует понятие стиля, т.е. исторически сложившейся совокупности художественных средств и приемов.

К середине XIII в. в Северной Франции сложился новый стиль, получивший название готического. Так его стали именовать благодаря итальянским теоретикам искусства XV в. Само слово «готика» происходит от итальянского «gotico» – «непривычный, варварский» (но, как мы понимаем, к историческим варварам этот стиль отношения не имеет).Готические здания отличаются обилием ажурных, как кружева, украшений, скульптур, орнаментов, поэтому и снаружи, и внутри они производят впечатление легкости и воздушности. Окна, порталы, своды имеют характерную стрельчатую форму. Фасады сооружений обладали зеркальной (осевой) симметрией.

Архитекторы Возрождения создали стиль - ренессанс, в котором использовали наследие античного искусства, греческие архитектурные ордеры. Правда, они применили их по-новому, более свободно, с отступлением от античных канонов, в других пропорциях и размерах, в сочетании с другими архитектурными элементами. Здания в стиле ренессанс были строгими по форме, с четкими прямыми линиями. Сохраняется симметрия фасадов.

Слово «барокко» – название самого причудливого стиля в истории человечества – само по себе является загадкой. Испанское bar ruecco, португальское barroco означает «необычный», «неправильный». «Рerola barroca» – так называли португальские моряки бракованные жемчужины. В логике словом «барокко» с XIII в. называли некорректные высказывания, ведущие к ложным заключениям. В середине XVI в. в разговорном итальянском языке как «барокко» определяли что-то грубое, неуклюжее и фальшивое. Стиль барокко, пришедший на смену ренессансу, отличается обилием криволинейных форм. Грандиозные архитектурные ансамбли (группа зданий, объединенных общим замыслом) дворцов и вилл, построенных в стиле барокко, поражают воображение обилием украшений на фасадах и внутри зданий. Прямые линии почти отсутствуют. Архитектурные формы изгибаются, громоздятся одна на другую и переплетаются со скульптурой. От этого создается впечатление постоянной подвижности форм.

Все здания, построенные в стиле классицизма, имеют четкие прямолинейные формы и симметричные композиции. На фоне гладких стен выступают портики и колоннады, которые придают сооружениям торжественную монументальность и парадность. Декоративное убранство из барельефов и статуй оживляют облик зданий. Мастера классицизма сознательно заимствовали приемы античности и ренессанса, применяли ордеры с античными пропорциями и деталями.

Модерн (от фр.moderne – современный) – художественное направление в искусстве, наиболее популярное во второй половине XIX – начале XX в. Его отличительными особенностями является отказ от прямых линий и углов в пользу более естественных, природных линий, интерес к новым технологиям. Этот стиль - попытка освободиться от долгого подражания античности, желание создать новые формы из новых строительных материалов - металла, стекла, бетона, керамики. Поиск новых форм и освоение новых материалов привели к новым видам композиций.

III. Исследовательская часть.

Некоторые примеры применения симметрии в архитектуре

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Архангельский собор.

Существующий в наше время собор был построен в 1505-1508 гг. Для строительства был приглашен итальянский зодчий Алевиз Новый. Построенный на месте собора 14 века, новый Архангельский собор был освящен в сентябре 1508 года митрополитом Симоном.

Здание собора построено из кирпича и отделано декором из белого камня. В отделке стен храма использованы архитектурные мотивы итальянского Возрождения. Это многопрофильные карнизы, ордерные пилястры с капителями, украшенными растительным орнаментом. Закомары украшены «раковинами». У храма 5 глав. Он пятиапсидный, шестистолпный, восьмипридельный. Для женщин царского семейства были сооружены специальные хоры на втором ярусе. Первоначально главы храма были покрыты «чернолощеной» черепицей.

Интерьеры храма богато украшены фресками 15-16 веков. В деревянном иконостасе храма иконы 17-19 веков. Стенопись 16 века была уничтожена, а храм снова был расписан в 1652-1666 годах иконописцами Оружейной палаты. Авторы фресок – Яков Казанец, Иосиф Владимиров, Степан Рязанец.

В соборе находится мемориальное захоронение. В 1508 году по велению Великого князя Василия III в Архангельском соборе был основан Некрополь. В Некрополь были перенесены мощи Великих русских князей.Всего в храме 54 захоронения. Среди них рака святого царевича Дмитрия Ивановича и рака Михаила Черниговского. 46 надгробий датированы 1636-1637 годами. Бронзовые стекленные раки датированы 1903 годом. С 1599 по 1765 годы, специальные архиереи совершали панихиды – поминовения царей и князей.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Церковь Покрова в Филях.

Церковь Покрова считается образцом и эталоном архитектурного стиля московского барокко - самого распространённого архитектурного стиля в России конца семнадцатого столетия. Он был возведен в 1693 году на средства боярина Л. Нарышкина — дяди молодого Петра. Храм в Филях славится совершенством и законченностью своих форм, здесь как бы собрано воедино все то, что составляет особенности «московского барокко». Поскольку Нарышкины в течение 90-х годов XVII века построили в своих усадьбах ряд превосходных зданий подобного рода, все это направление в русском зодчестве нередко называется также нарышкинским стилем. Усложненная, многообъемная композиция храма замечательна цельностью своего симметричного построения и одновременно своей необычайной живописностью. Широкие, раскидистые открытые лестницы ведут к своеобразной террасе на аркадах — подклету, на котором, собственно, и стоит храм. Его центральная часть — четверик с полукруглыми выступами притворов и алтаря, несущих главы, — увенчана тремя убывающими кверху восьмериками. В пролетах среднего звона висели колокола. Так древний тип храма — «иже под колоколы» — нашел здесь новое воплощение.Большую роль в декоративном облике памятника играет белокаменное убранство, четко выделяющееся на фоне кирпичных стен. Многочисленные окна обрамлены наличниками с колонками. Колонки не только приставлены к столбам аркады подклета, но и размещены на углах четверика, у ребер восьмериков. Над мелкопрофилированными белокаменными карнизами и над окнами поднимаются острые по силуэту гребни, которые словно кружево обрамляют все части здания. Золотые граненые главы увенчаны ажурными крестами, им вторят городчатые решетки окон.Войдя в церковь, мы увидим не меньшее «чудо»: резной позолоченный многоярусный иконостас поднимается до самых сводов. Ему вторят резные же клиросы и ложа владельца, расположенная вверху над западной аркой. Фоном этой виртуозной резьбы, в которой сплетаются крученые стебли, замысловато изогнутые листья и плоды, некогда служил черный цвет, что, естественно, усиливало декоративность и блеск позолоты. На одной из икон усматривают изображение молодого Петра.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

Богоявленский собор.

Богоявленским храм назван в честь двунадесятого церковного праздника – Богоявление. Богоявленский собор - это монументальный храм, расположенный в Москве между Спартаковской улицей и Елоховским переулком, подавляет своим монументальным объёмом даже современную многоэтажную застройку прилегающих кварталов. Кубический 4-столпный храм завершён пятью главами с массивной купольной световой ротондой в центре и небольшими цилиндрическими барабанами на углах. Высокая 4-ярусная колокольня собора с динамично уменьшающимися кверху ярусами оформлена небольшими колоннами и соответствует архитектурным традициям классицизма. В храме находится великолепный иконостас, украшенный пышной и разнообразной резьбой, сочетающей формы классицизма с барочным мотивами. Лепная отделка интерьера, настенные росписи и позолота иконостаса, выполненные в 1912 году, прекрасно сохранились до наших дней.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

Кусково. Грот.

Русское барокко нашло свое воплощение в Гроте, построенном Ф. Аргу­новым.

Начатый строительством в 50-х годах XVIII века, он был завершен в 1771 году. Здание трехчастное, нарочито тяжеловесное, с большим количеством колонн, перехваченными крупными квадратами муфт. Повышенный объем в центре перекрыт высоким куполом со световым фонарем. Более низкие боковые части Грота симметричны друг другу. Сооружение олицетворяет стихию камня и воды. Между песочным цветом карнизов, архивольтов, рустов, колонн сияет лазурь стен и громадного купола. Ребра на нем были сделаны из белого луженого железа и символизировали струи водных потоков.

Фигурный пруд перед Гротом, отражая его очертания, удваивает объем: формы становятся удлиненными и стройными. Со стороны пруда сферический купол кажется легким, а колонны вокруг стен напоминают хоровод. Совсем иным выглядит Грот со стороны аллеи. Вблизи купол оказы­вается массивным. Всем своим весом он давит на могучие, сильно высту­пающие карнизы, под стать которым выглядят колонны, пересеченные белокаменными кубами. Каменные кубы делают колонны грузными, подчеркивая, что купол нуждается в особенно прочных и устойчивых опорах. Архитектура Грота напоминает скульптуру. Камень как бы потерял свою твердость, и колонны оказались утопленными в кладку стены. Сами же стены утратили прямолинейность и при­обрели где текучие, где ломаные очерта­ния. Кажется, будто неведомая сила сплющила или растянула привычные архитектурные элементы, разорвала кар­низы, выдавила углубления ниш. Тем­ные арки дверей и окон Грота напоми­нают жерла пещер. Как водоросли, их оплетают прихотливые металлические решетки. Таинственный верхний свет струится по стенам и сводам купольного зала, уводя взгляд к боковым кабинетцам, устроенным, как казалось, в глубине искусственной горы. Своды и стены внутри Грота были выложены рако­винами переливчатых цветов вперемежку с вьющимися водорослями из какой-то расцвеченной массы. Причудливая отделка преображала павильон парка российского вельможи в сказочный чертог морского царя, населенного удивительными существами. В русском климате, с перепадами летней жары и зимних морозов, отдел­ка требовала особого мастерства. Облицовка раковинами была секретом особого «гротического» искусства, и труд «гротических дел мастеров» це­нился выше труда живописцев и скульпторов. Раковины выписывались из Голландии, которая, в свою очередь, привозила их из тропических стран, так что отделка гротов обходилась подчас гораздо дороже их постройки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.

Адмиралтейство.

Адмиралтейство состоит из двух параллельно идущих корпусов П-образной формы; их концы, выходящие к Ниве, соединены павильоном с прорезанными в центре арками. В прошлом под арками между корпусами проходили каналы для связи верфи с рекой. Адмиралтейство огромно по размерам: длина его главного фасада 406 метров, а каждого из боковых-163 метра. Почти полукилометровый главный фасад разделен на три части: в центре стоит массивный куб над которым возвышается лёгкая ступенчатая башня, а каждое из боковых крыльев отмечено тремя портиками - двенадцатиколонным в середине и шестикольными по сторонам. Длинная, гладкая стена между кубами портиками оживлена лишь редко расставленными окнами со скромными наличниками. Боковые фасады здания повторяют композицию боковых частей главного фасада. Каждый из них также украшен тремя портиками - двенадцатиколонным в центре и шестиколонным по сторонам. Растянутость здания, подчёркнутая господством горизонтальных линий, соответствует простору раскинувшихся вокруг городских площадей, над которыми господствует башня со шпилем. Над массивным центральным кубом с прорезанной въездной аркой, играющим роль цоколя, возвышается другой, почти в два раза меньший куб, окружённый стройной колоннадой из 28 ионических колонн. Ещё выше – фонарь, плавно переходящий в золоченый шпиль, увенчанный флюгером в виде кораблика. Общая высота башни со шпилем 72,5 метра. Особая роль в Адмиралтействе принадлежит скульптуре.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Нотр-Дам-Де-Пари.

Нотр-Дам-Де-Пари - огромный собор небывалой архитектуры, до сих пор вызывающий восторженный трепет у всех кто входит под его высокие гулкие своды. Столетиями он был в центре внимания историков и архитекторов, художников и писателей, самих парижан и гостей города, приезжавших специально для того, чтобы взглянуть на одно из самых знаменитых в мире строений. Задуманный как главный и крупнейший собор в стране, он должен был вмещать до девяти тысяч человек. Массивность, свойственная романскому стилю, ещё ощутима на главном фасаде собора, особенно на его первом ярусе. Входы, устроенные, как сокращающиеся стрельчатые арки (перспективные порталы), богато украшены скульптурой и орнаментом. Таким его задумали ещё в 1163 году и начали возводить на месте капеллы Святого Стефана. И таким праздничным и нарядным он предстал через сто лет перед глазами восхищённых парижан.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Эйфелева башня.

Эйфелева башня - стальная башня высотой 300 м (сторона квадрата основания 123 м, весит 9 тыс. т), она используется как обзорная и радиотелевизионная башня. Сооружена по проекту А. Г. Эйфеля в Париже для Всемирной выставки 1889 как символ достижений техники 19 в. Она представляет собой ажурную стальную конструкцию. Глубина основания — 5 м. Нижняя часть башни — это соединенные между собой четыре ажурные арки, которые переходят в единую вертикальную башню. Смотровые площадки находятся на трех ярусах

ПРИЛОЖЕНИЕ 8.

Симметрия в архитектурных сооружениях города Волгограда

Исследуя тему симметрии в архитектуре, мне стало любопытным найти симметрию в архитектурных зданиях и постройках жилых домов родного города. Вот, несколько примеров.

  • В стиле неоклассицизма на Проспекте им. В.И. Ленина здание педагогического университета.

  • Классический стиль поддерживает Новый экспериментальный театр –НЭТ.

  • Волгоградский планетарий

  • Русский стиль - Казанский собор

Здесь ярко выражена осевая и зеркальная симметрии.

  • Фонтан «Искусство». Другое его название – фонтан «Дружбы народов».

Здесь ярко выражена центральная симметрии.

Вывод:

Таким образом, при исследовании данной темы, я выяснила, что симметрия в архитектуре различных времен и народов используется постоянно. И самые распространенные из них осевая, центральная, зеркальная и переносная. Чуть реже используется сферическая симметрия.

Заключение.

В своей работе я рассмотрела архитектурные сооружения различных стилей, построенные в разные эпохи, и выявила, что в архитектуре каждого из них просматривается симметрия.

Памятники архитектуры, получившие широкую известность как образцы пропорциональности и гармонии, буквально пронизаны математикой, численными расчетами и геометрией.

Исследования показали, что все виды симметрии используются при проектировании и конструировании архитектурных сооружений и оформлении фасадов зданий.

Я считаю, что как бы ни развивалось в дальнейшем искусство, элементы симметрии в нем все же будут преобладать.

Цель, поставленную для себя в начале работы, я выполнила. Я рассмотрела архитектуру города Волгограда с точки зрения симметрии и архитектурных стилей.

Моя гипотеза подтвердилась. Действительно, математика и архитектура постоянно взаимодействуют друг с другом. Симметрия широко используется при проектировании архитектурных сооружений и оформлении фасадов зданий.

Список литературы.

  1. Вейль Г. «Симметрия».М., «Наука», 1968

  2. Я познаю мир: Детская энциклопедия.Архитектура.1990

  3. Что такое Кто такой. Том1,2.издательство «Педагогика», 1990.

  4. Л.С.Атанасян Геометрия 7-9, 10-11.Москва «Просвещение», 2005

  5. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия. Электронное издание.

  6. М.А. Ильин «Теория симметрии», М., «Искусство», 1970

  7. М. Згурская, Н. Лавриненко «Арзитектурные стили», М., «Фолио», 2013

  8. www.abc-people.ru

  9. www.narod.ru

  10. www.wikipedia.ru

  11. www.goldsech.ru

  12. http://izhevsk.ru/forummessage/50/514265.html