Геометрія в мистецтві та архітектурі

Вступ

Геометрія – одна з найдавніших частин математики, яка вивчає просторове відношення і форми тіл. З геометрії зародилася математика як наука. Люди з давніх-давен використовували геометричні знання в побуті. Геометричні форми були не тільки побутовими предметами, але й культурними. Геометрія – наука, яка дала людям можливість знаходити площі та об’єми, правильно креслити проекти будівель та машин. Таким чином, вона є основною частиною “фундаментом”, на якому будується не менш важливий напрямок діяльності людини – архітектура. Архітектура – це з’єднання мистецтва, науки та виробництва.

Архітектуру часто називають дочкою геометрії. Необхідність побудови прямокутника, знаходження його осей для встановлення ряду стовпчиків, визначення їх розмірів для створення матеріалу та інших незамінних в будівництві операцій потребують засвоєння відомих прийомів будівництва архітектурної форми. Практика інженерів, досвід, який передався в спадок, спонукали складання визначених правил, геометричних побудов.

Геометрія в архітектурі та мистецтві

Уже в XII ст. архітектура вивчається як наука, як знання, як геометрія, яка має практичне значення, як діяльність, яка потребує не тільки великого досвіду, навиків і смаку, але й наукових знань. Архітектурна практика античної епохи, яка потребує від архітектора спеціальних математичних знань, викликала це уявлення. В погляді на архітектуру зіграло також важливу роль метафізичне трактування геометрії як основи всякої творчості, розповсюдженої у філософському і науковому світогляді XII ст. Його вплив і широке розповсюдження в інтелектуальному середовищі ХІІ ст. зобов’язане інтенсивному проникненню на Захід арабської філософії та науки, творів арабських математиків і перекладів грецьких робіт з геометрії. До них відноситься і метод геометричного доведення метафізичних положень, який широко використовують в середньовічній філософії.

В філософії  Шартрської школи було віртуозно розроблене питання про принципи творення: про створення світу “мірою, числом, і вагою”. Звідси це велике значення, яке передавалось в роботах геометрії. Геометричні принципи розуміються в філософії Шартрської школи як основа всякої творчості - як Бога і природи, так і людини. Подібно тому як Бог в процесі творення починав з створення “багатьох тетраедрів, чи кубів, чи кіл, чи сфер, чим зберіг рівновагу в розмірах”,  так і людина прямує до пізнання від знань геометрії. “Існує чотири принципи, які ведуть людину до пізнання Творця, а саме – доказу арифметики і музики, і геометрії, і астрономії”, - писав Т’єррі Шартрський.

В першу чергу геометрія відображає стан художньої практики в епоху появи і наростання тенденцій до виробництва готичних конструкцій і нового архітектурного стилю.

В епоху зрілого середньовіччя архітектура розуміється, в дійсності, як прикладна геометрія. В деяких документах XII та ХІV ст. мистецтво геометрії трактується як синонім архітектури. В ряді документів ХІІ – ХІІІ ст., зв’язаних з будівельною практикою, з’являється термін “geometrici” – “геометри” для позначення архітекторів та будівельників воєнних укріплень.

Дякуючи високому рівню знань готичного архітектора були зведені величні та обширні готичні храми, в яких логіка пропорційного будівництва пронизувала всю багатогранність архітектурних елементів. “Мистецтво є наука”, - вважав ще в середині ХІІ ст. Домінік Гундіссалінус. “Мистецтво без науки нічого не варте”, - заключили в кінці ХІV ст. архітектори, закликані на консультацію по будівництві Міланського собору.

Розуміння мистецтва як знання, як науки надзвичайно характерно для готичної епохи. Мистецтво цінувалось в той час як раціоналістична діяльність. Чим більше в ньому було від науки, чим більше воно опиралось в своїй практиці на точні знання, тим більш високе положення воно займало. Уявлення про мистецтво і науку в той час змінювалось, в ньому закладався різний сенс.

Геометрія в архітектурі Давньої Греції

Величними будівлями епохи Нового царства стали храми, або “будинки” богів. Один із них – заупокійний храм цариці Хатшепсут (1525 – 1503 рр. до н. е).

Жінка – фараон Хатшепсут була неабиякою особистістю. Захопивши владу у пасинка, майбутнього Тутмоса ІІІ, вона під час свого правління не стільки воювала, скільки відновлювала старі і будувала нові храми. З її ім’ям зв’язана також далека морська експедиція в країну Пунт. Тендітна та мініатюрна жінка з характерним контуром вузького лиця, високим чолом і широко розставленими очима завжди зображалась в чоловічому вигляді: з накладною борідкою. Така була тенденція зображення фараонів. Хатшепсут, бажаючи затвердити свою владу над підлеглими, які ще не привикли бачити жінку на троні, слідувала давно затвердженими правилами. Після смерті цариці Тутмос ІІІ знищив статуї  Хатшепсут, її ім’я в написах було збито.

Храм в Дейр Ель– Бахрі побудував архітектор Сенмут, царський фаворит, наділений великою владою. Храм стоїть біля підніжжя стрімких скель Лівійського плоскогір’я, які не тільки служать неабияким фоном для архітектури, але й зливаються з нею в одне ціле. Храм знаходиться на трьох терасах, які з’єднані пандусами. Щоб відвідати храм, потрібно було пройти по алеї сфінксів, які тяглися від берегу Ніла, і піднятися по терасах до гробниці, вирубаній в скелі. Строгий вигляд храму урізноманітнили статуї цариці Хатшепсут у вигляді Осіріса; колони, на капітелях, на яких була висічена голова богині Хатор; розписи і розфарбовані рельєфи ( на багатьох з яких ображалась подорож в далеку країну Пунт). На просторих терасах розміщувались водойми, росли дерева.

Зверніть увагу на чіткі прямокутні колони. Храм в Дейр Ель– Бахрі був побудований так добре і точно, що, не дивлячись на багато тисячоліть дойшов до нас в первинному вигляді. Якщо подивитися зверху, то ми побачимо 4 подібних прямокутників, це видно на малюнку.

Геометрія при будівництві метро

Метро ( франц. metropolitain, буквально – столичний, від грец. metropolis – головне місто, столиця), міська, не вулична залізна дорога для масових швидкісних перевезень пасажирів. Назва М. прийнято в СРСР і в багатьох інших країнах; інша назва – “підземка”.

Метро – самий популярний транспорт в Києві. Ми вирішили роздивитися будівництво метро в нашій курсовій роботі.

Перший етап будівництва є створення креслення. Далі вимірюють довжину та висоту ескалатора. Це робиться просто – прикладають прямокутний трикутник, вимірюють катети (висоти і довжину викопаної ями) і за теоремою Піфагора – квадрат гіпотенузи дорівнює сумі квадратів катетів, шукаємо довжину ескалатора.

Розташовуючи ескалатор, користуються косинусами і синусами. В будівництві ескалатора приймають участь математики, архітектори, електрики і дизайнери. Після ескалатора будують залізно дорожні шляхи, тут особливої геометрії не потрібно, тільки не змінювати відстань між краями.

Архітектура України

Церква Пресвятої Євхаристії  (Львів)

У 1749 році за проектом інженера і архітектора Яна де Вітте був закладений фундамент костелу. Будівництвом керував Мартин Урбанік, з 1764 року — Христофор Мурадович, а закінчував фасад Себастьян Фесінґер. До 1764 року будівництво було, в основному, завершене, але після пожеж 1766 і 1778 років роботи відновилися. У 1865 році за проектом архітектора Юліана Захарієвича до костелу прибудували чотириярусну дзвіницю. А 1895-го був перебудований ліхтар на куполі, у 1905—1914 роках — відреставрований інтер'єр. Згодом, вже у радянські часи, храм відновлювали у 1956—1958 роках.

Костел споруджений у стилі пізнього бароко за західноєвропейским зразком. Кам'яний, в плані він зображає витягнутий хрест з овальною центральною частиною і двома дзвіницями по боках. Звеличує церкву величезний еліптичний купол. Масивні здвоєні колони підтримують галереї і ложі, прикрашені дерев'яними статуями роботи львівських скульпторів другої половни ХVІІІ століття. Над галереями — колони барабана, що підтримують купол. Під банею костелу — цитата латинською мовою з Першого послання Тимофію: «Soli Deo honor et gloria» («Єдиному Богу честь і хвала»).

В інтер'єрі храму збереглися скульптури Себастьяна Фесінґера.

Собор Святої Софії (Київ)                   

Київський Софійський собор був однією з найбільших будівель свого часу. Загальна ширина храму — 54,6 м, довжина — 41,7 м, висота до зеніту центральної бані — 28,6 м. Собор має п'ять нав, завершених на сході апсидами, увінчаний 13-ма верхами, що утворюють пірамідальний силует, і оточений з трьох боків двома рядами відкритих галерей, з яких внутрішній має два яруси. Довгий час вважалося, що галереї прибудовані до собору пізніше, але дослідженнями останнього часу доведено, що вони пов'язані з ним єдиним задумом і виникли водночас. Тільки хрестильня, вбудована у західну галерею, належить до середини XII ст.

Перший іконостас був виготовлений та встановлений під час перебудови Собору Митрополитом Петром Могилою у 1637—1638 роках.

Під час великої перебудови XVIII зміни в бік бароко торкнулися і інтер'єру Собору. Виконаний у цьому стилі дерев'яний позолочений іконостас був виготовлений в 1747 році українськими майстрами і є чудовим взірцем різьблення по дереву та станкового живопису. Іконостас мав 3 яруси, з яких до цього часу зберігся тільки нижній, оскільки в 1935—1937 роках більшовики зруйнували та спалили вісім барокових іконостасів, бічних вівтарів та верхні яруси головного вівтаря.

Висновки

Ми показали необхідність вивчення цієї науки (геометрії), яка дає можливість глибше зрозуміти такий напрям в архітектурі, як давньоруське зодчество та розглянути значення геометричних законів і закономірностей в зодчестві, їх практичне застосування при проектуванні та побудові споруд. Джерелом для заповнення дефіциту знань та інформації виявилась література про золоту пропорцію.

Ми дізнались, що архітектура починається з геометрії. З найдавніших часів, архітектори спиралися на математичні принципи. Стародавній римський архітектор Вітрувій Маркус вважає, що будівельники завжди повинні використовувати точні співвідношення при будівництві храмів. Без симетрії і пропорції храм не може мати регулярний план. З цього твердження ми бачимо, що в архітектурі панівне місце займає симетрія та золота пропорція.

В науковій літературі з дослідження пам’ятників архітектури виявлені зразки гармонічної єдності, найкращі витвори  людського генія: храм Дейр Ель – Бахрі, Церква Пресвятої Євхаристії у Львові, собор Святої Софії в Києві, собор Василя Блаженного в Москві, Архангельський собор в Москві, церкви Надвірнянщини, Манявський скит та Пнівський замок.

Ми також довели, що трикутник є однією з найпоширеніших геометричних фігур, у багатьох технічних виробах використовуються трикутні деталі або їх частини. Порівняння двох трикутників часто є елементом порівняння двох складніших геометричних фігур.

Ми почерпнули для себе багато нового та цікавого, зрозуміли важливість геометрії в архітектурі і мистецтві