Симметрия в архитектуре города Славянска-на-Кубани

Симметрия  в архитектуре города Славянска -на -Кубани.

Краткая аннотация.

В работе изучается использование  симметрии в архитектуре города Славянска – на - Кубани. В повседневной жизни мы не обращаем внимания на красоту старинных или современных построек города, которая чаще всего скрывается под рекламными баннерами фирм, магазинов, частных предпринимателей. Поэтому автор работы  показывает, как оригинальна симметрия, используемая в строительстве, и призывает «очистить лицо» города от  рекламных проспектов, используя их в другом варианте.

Симметрия  в архитектуре города Славянска -на -Кубани.

Аннотация.

     Данная исследовательская работа посвящена поиску закономерностей симметрии в архитектуре. Тема исследования помогает понять связь математики  с окружающим миром. Почему природа создает симметрию, к чему она стремится, создавая симметрию?    Трудно найти человека, который не имел бы какого-то представления о симметрии. “Симметрия” - слово греческого происхождения. Оно, как и слово “гармония”, означает соразмерность, наличие определенного порядка, закономерности в расположении частей. Известный немецкий математик Герман Вейль дал определение симметрии: “Симметрия является той идеей, с помощью которой человек веками пытается объяснить и создать порядок, красоту и совершенство». Эта  идея  вдохновляет строителей, архитекторов возводить шедевры из кирпича и камня, песка и цемента. Эта идея дает возможность нам восхищаться архитектурой прошлого и настоящего. Симметрия – одно из величайших таинств в природе. Она проявляется не только на уровне изображения и внешнего вида. Это явление и природное, и математическое, и художественное, и космическое.

Цели исследовательской работы:

• изучение понятия симметрии  и её видов (центральная, осевая, зеркальная),
• проведение исследовательской работы по изучению видов симметрии в  архитектуре моего города.

Задачи исследовательской работы:

• Определить, что называют симметрией,
• рассмотреть некоторые виды симметрии в математике,
• исследовать некоторые архитектурные сооружения города, при строительстве которых использовалась симметрия,
• показать отрицательную роль рекламы на зданиях города.

При проведении работы проводились поездки в город Славянск -на -Кубани с целью изучения использования симметрии в архитектуре города. Сделано  много фотографий  как старинных, так и современных зданий города. Автор призывает не закрывать «лицо  города» рекламными баннерами.

Краевая  научно-практическая  конференция «Эврика»

Малой академии наук учащихся Кубани

Симметрия  в архитектуре города Славянска -на -Кубани.

Секция «Математика»

                                                                     Автор: Луценко Ольга,  учащаяся  9 «А»                                        

            класса  МБОУ СОШ № 43 Руководитель: Филиппова Ирина Владимировна,

учитель математики

х. Бараниковский

Славянский район

Краснодарский край

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………….

1. Виды симметрии……...……………………………………………………….

1. Центральная симметрия………………………………………………
2. Осевая  симметрия…………………………………………………….
3. Зеркальная  симметрия……………………………………..................

2.Симметрия в архитектуре города Славянска-на-Кубани …………………..........

1. Эстетика  симметрии города…………………………………………
2. Симметрия  и реклама………………………………………………..

3.Заключение………………………………………………………………………….

Симметрия  в архитектуре города Славянска-на-Кубани.

Введение.

                     «...Быть прекрасным  значит,  быть

                                                  симметричным и соразмерным».

                                                                                                     Платон.

        Человек, в своих размышлениях над картиной мироздания, с давних времен активно использовал идею симметрии. Пифагор, считая сферу наиболее симметричной и совершенной формой, делал вывод о сферичности Земли. Древние греки полагали, что Вселенная симметрична просто потому, что симметрия прекрасна.

     У Л. Н. Толстого в "Отрочестве" есть признание: "...Стоя перед черной доской и рисуя на ней мелом разные фигуры, я вдруг был поражен мыслью: почему симметрия приятна для глаз? Это врожденное чувство, отвечал я сам себе. На чем же оно основано? Разве во всем в жизни симметрия?"

      Видный математик Г. Вейль (1885-1955 г.г.) отмечал, что симметрия "является той идеей, посредством которой человек на протяжении веков пытался постичь и создать порядок, красоту и совершенство".

      В переводе с греческого термин "симметрия"- соразмерность (однородность, пропорциональность, гармония). Часто проводят параллели: симметрия и уравновешенность, симметрия и совершенство. Своим развитием учение о симметрии обязано в первую очередь естествоиспытателям, углубленно изучавшим кристаллические образования. Это И. Кеплер, Н. Стенон, П. Кюри, Лодэаве, Федоров и др. 

Понятие симметрии проходит через всю многовековую историю человеческого творчества. Оно встречается уже у истоков человеческого знания; его широко используют все без исключения направления современной науки. Принципы симметрии играют важную роль в физике и математике, химии и биологии, технике и архитектуре, живописи и скульптуре, поэзии и музыке. Законы природы, управляющие неисчерпаемой в своем многообразии картинами явлений, в свою очередь, подчиняются принципам симметрии. Поэтому проблема данного исследования носит актуальный характер в современных условиях.

К слову «симметрия» мы привыкаем с детства, и кажется, что в этом ясном понятии ничего загадочного быть не может. Если стать в центре здания и слева от вас окажется то же количество этажей, колонн, окон, что и справа, значит здание симметрично. Если бы можно было перегнуть его по центральной оси, то обе половинки дома совпали бы при наложении.

Что же такое симметрия? Почему симметрия буквально пронизывает весь окружающий нас мир?

В древности слово «симметрия» употреблялось как «гармония», «красота». Действительно, по-гречески оно означает «соразмерность, пропорциональность, одинаковость в расположении частей». 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».

1.Виды симметрии.

     Фундаментальным понятием науки, которое наряду с понятием «гармонии» имеет отношение практически ко всем структурам природы, науки и искусства, является «симметрия». Слово «симметрия» в переводе с греческого означает «соразмерность». Выдающийся математик Герман Вейль высоко оценил роль симметрии в современной науке: «Симметрия, как бы широко или узко мы не понимали это слово, есть идея, с помощью которой человек пытался объяснить и создать порядок, красоту и совершенство». Мы живем в довольно симметричном мире. Не удивительно, что сами мы симметричны и склонны считать красивым все симметричное. Иногда, правда, приятно слегка нарушить идеальную симметрию, это придает некоторую живость, но не слишком, не до хаоса. Весьма симметричны животные, довольно симметричны растения, совсем симметричны кристаллы, почти идеально симметрична наша шарообразная планета, близка к симметрии ее траектория. После сказанного, может быть, покажется не столь уж фантастичным утверждение, что все законы природы определяются симметрией мира. Например, говорил Платон, быть прекрасным, «значит быть симметричным и соразмерным».

          Познавательную силу симметрии оценили философы Древней Греции, используя ее в своих натурфилософских теориях. Так, например, Анаксимандр из Милета, живший в первой половине VI в. До н. э., использовал симметрию в своей космологической теории, где в центре мира поместил Землю – главное, по его мнению, тело мира. Она должна была иметь совершенную, симметричную форму, форму цилиндра, а на периферии вращаются огромные огненные кольца, закрытые воздушными облаками и дырками, которые и кажутся нам звездами. Земля расположена точно в центре, и здесь симметрия имеет смысл равновесия. В еще один пример симметрии можно привести весы, известные человеку с III в. До н. э. В состоянии равновесия массы грузов на разных концах коромысла одинаковы – положение коромысла симметрично относительно центра тяжести. Симметрия – это не только равновесие, но и покой: стоит добавить на одну из чашек весов дополнительный груз, как они придут в движение. Нарушено равновесие, исчезла симметрия – появилось движение.

       Эмпедокл считал Вселенную сферой – воплощением гармонии и покоя. Сферос – огромный однородный шар, порождение двух противоположных стихий – Любви и Вражды. Первая стихия соединяет, вторая – разъединяет. Их гармония – симметрия – приводит к устойчивому, циклическому равновесию мира – Сферосу. Преобладание одной или другой стихией – асимметрия – приводит к циклическому ходу мирового процесса.

        Идею симметрии использовали и атомисты – Левкипп и Демокрит. По их учению, мир состоит из пустоты и атомов, из которых построены все тела и души. Таким образом, древнее искусство использовало пространственную симметрию.

         Гармония (симметрия) состоит из противоположностей. В пространственной симметрии противоположности явно видны. Например, правая и левая кисти рук человека. Таких противоположностей  древние ученые насчитали десять пар, например, чет – нечет, прямое – кривое, правое – левое и т.д.

       Леонардо да Винчи также оделил своим вниманием симметрию. Он рассмотрел равновесие шара, имеющего опору в центре тяжести: две симметричные половины шара уравновешивают друг друга и шар не падает. Как художник он главное внимание уделял изучению законов перспективы и пропорций, с помощью которых выявляются художественные достоинства произведений искусства.

1. Центральная симметрия.
   

Пусть O – фиксированная точка и точка A – произвольная точка. Проведем прямую через точки AO. Отложим от точки O отрезок OA' равный OA, так чтобы OA и OA' были равными. Тогда точка A' называется симметричной точке A относительно точки O.

Преобразование фигуры F в фигуру F', при котором каждая ее точка A переходит в точку A', симметричную относительно данной точки O, называется преобразованием симметрии относительно точки O. Тогда фигуры F и F' называются симметричными относительно точки O.

Если преобразование симметрии переводит фигуру в саму себя, то такая фигура называется центрально-симметричной.

Параллелограмм – центрально-симметричная фигура. Точка пересечения диагоналей параллелограмма – его центр симметрии.

Например, центр круга – это его центр симметрии.

1. Осевая симметрия

Симметрия относительно прямой (или осевая симметрия) – это такое свойство геометрической фигуры, когда любой точке, расположенной по одну сторону прямой, всегда будет соответствовать точка, расположенная по другую сторону прямой, а отрезки, соединяющие эти точки, будут перпендикулярны оси симметрии и делятся ею пополам.

Пусть даны  прямая l и точка A не лежащая на прямой. Опустим из точки A на прямую l перпендикуляр. На продолжении этого перпендикуляра отложим отрезок OA = OA'. Точка A' является симметричной точке A относительно прямой l.

Преобразованием симметрии относительно прямой l, называется такое преобразование фигуры F в фигуру F', при котором каждая ее точка A переходит в точку A', симметричную относительно прямой l. Такие фигуры F и F' называются симметричными относительно прямой l.

Если преобразование фигуры относительно прямой l переводит ее в саму себя, то эта фигура называется симметричной относительно данной прямой l, а прямая l называется осью симметрии фигуры.

Так ромб симметричен сам себе относительно своих диагоналей. Диагонали ромба являются его осями симметрии.

1. Зеркальная симметрия

Зеркальной симметрией (симметрией относительно плоскости a) называется такое отображение пространства на себя, при котором любая точка М переходит в симметричную ей относительно этой плоскости a точку М1.

Рассмотрим произвольную плоскость  в пространстве и такое отображение пространства на себя, при котором каждая точка этой плоскости остается на месте, а точка M, не принадлежащая a, переходит в такую точку M', что плоскость a перпендикулярна отрезку MM' и проходит через его середину. Это отображение называется симметрией пространства относительно плоскости a.

Зеркально симметричным считается объект, состоящий из двух половин, которые являются зеркальными двойниками по отношению друг к другу.

2.Симметрия в архитектуре города Славянска -на- Кубани.

          Славянск-на-Кубани! Во все времена вдохновляет он поэтов и художников, писателей и скульпторов, композиторов и исполнителей песен. Ему они посвящают самые тёплые, самые лирические свои произведения.

          Славянск-на-Кубани! Это наша земля, земля наших предков, наша биография. Многие поколения славянцев жили и трудились на этой земле, прославляя её добрыми делами и подвигами. Их заслуги останутся в памяти потомков на века.

Как горжусь я тобой,

Мой любимый

Славянск-на-Кубани,

Твоей славной судьбой

И цветущими всюду садами!

Здесь надёжный причал

И хорошие добрые люди.

Кто хоть раз побывал,

Кто хоть раз побывал –

 Город наш никогда не забудет!

2.1. Эстетика симметрии города

     Архитектура окружает человека на каждом шагу. Архитектура – это строительное искусство, умение проектировать и создавать города, жилые дома, здания, площади и улицы, сады и парки. Во многих городах  мы встречаем древние кремли, церкви и соборы, дворцы и особняки перед которыми нам хочется остановиться и внимательнее их рассмотреть. Это потому, что они волнуют наше воображение и чувства. Мы любуемся не только своеобразной красотой этих сооружений, но и восхищаемся трудом и умением строителей. Эти памятники архитектуры относятся к разным эпохам. Они отличаются друг от друга по внешнему виду, но всех их объединяет симметричность многих элементов.

           Следы симметрии прослеживаются в произведениях архитектуры. Большинство зданий зеркально симметричны. Это обусловлено их функциональной природой. Общие планы зданий, архитектура фасадов, оформление внутренних помещений, орнаменты, карнизы, колонны, потолки, если их рассматривать с точки зрения присутствующих в них пространственных закономерностей, можно описать той или иной группой симметрии материальных фигур.

        В старой русской архитектуре есть много примеров интуитивного или сознательного использования симметрии для решения эстетических задач. Это и колокольни, звонницы, сторожевые башни, внутренние опорные столбы. Явный отпечаток симметрии несут на себе и более поздние каменные русские храмы, дворцы, садово-парковые ансамбли.

Симметрия в архитектуре не только радует глаз, но  и вдохновляет созидателей всех времен и народов.

   Но я задалась вопросом, неужели симметрию применяли лишь только при строительстве самых знаменитых архитектурных объектов? И решила в своем городе тоже найти различные здания, при строительстве которых использовалась симметрия. И такие нашлись.

Посмотрите как вписываются в природу Славянска-на-Кубани старинные постройки - дом купца Луки Ивановича Мазепы, а сейчас художественная школа по ул. Школьной,  казачья мужская гимназия, открытая в 1911 году -сейчас музыкальная гимназия, памятник участникам похода Таманской Красной армии, построенный  23 декабря 1923 года.

         Современный город, его многоликость, величавость, ничуть не уступает старине. Жителей и гостей города радуют улицы и скверы, скромные и величественные здания, мост через реку Протока, приветливо приглашающий симметричностью перил и фонарей. Основные законы симметрии подтверждаются во многих зданиях города. Это и районный дом культуры, твердо стоящий, как на ногах, на колоннах.  Гостиницы, аптеки, манящие симметричностью   перил и ступеней крыльца, большими окнами. Здание налоговой инспекции,  строгой симметричностью которого можно восторгаться. А здание администрации города и района, комплекс построек  центральной районной больницы  подтверждают о красоте симметрии в правильно подобранных тонах кирпича. Симметричность скверов, клумб, фонтанов  дает возможность отдохнуть и взгляду и душе.

       А как жители города разнообразят улицы  города частными домовладениями, использую в строительстве все виды симметрии -  это и колонны, и карнизы, и навесы. Как все это украшает  город!

 2.2.Симметрия и реклама.

Говорят, что реклама сегодня - это наша жизнь. Ею полны  телевизионные передачи, эфиры радио. Она везде - на улицах, дорогах, в газетах, журналах, на карандашах и ручках, даже на простейших школьных ластиках.  Реклама может быть необходимой - если что-то надо приобрести или продать, дать характеристику офиса, рода своей деятельности, предложить  населению какую либо услугу.  Если не нравится реклама по телевизору, радио,  в журнале или газете, то мы ее просто не читаем или «пропускаем мимо своих ушей».

Но реклама на зданиях города… Иногда она подчеркивает красоту симметрии здания и оригинально характеризует его деятельность.  Посмотрите на архитектуру магазинов, которую реклама нисколько не уродует. Но чаще всего реклама закрывает оригинальность и единственность  сооружения, лишая улицы города красоты симметрии, красоты индивидуальности, превращая его в наряженную новогоднюю елку. Наш город должен быть самым красивым. Я считаю, что реклама должна быть, но не на зданиях города. Для этого необходимо использовать  световые пилоны, рекламные секции ограждений на улицах или баннеры на дорогах.

3.Заключение.

А собственно, как бы нам жилось без симметрии?

Точнее, какую роль играет симметрия в нашем мире? Неужели она лишь украшает его?

Оказывается, что без симметрии наш мир выглядел бы совсем по-другому. Ведь это именно на симметрии основана красота всего того, что окружает нас. Симметрия проявляется в том, что создано не человеком -природа, и в том, что он создает своими руками, в частности, архитектура. Так что симметрия – пожалуй, чуть ли не самая главная вещь во Вселенной.

    Симметрия, проявляясь в самых  различных объектах материального мира, несомненно, отражает наиболее общие, наиболее фундаментальные его свойства. Поэтому исследование симметрии разнообразных природных объектов и сопоставление его результатов является удобным и надежным инструментом познания основных закономерностей существования материи.