论传统建筑文化符号中的数学对称美

【摘要】数学是高中阶段的一门重要科目，但是在学习过程中，我们中的部分高中生会觉得数学枯燥。基于此，本文从对称理论出发，将数学作为方法论，研究了中西方传统建筑、文化和艺术中所蕴含的数学观，探讨艺术如何遵循数学“法则”进行创作活动。通过研究数学与文化，希望我们对数学有一个准确的认识，了解数学的魅力所在。

【关键词】建筑；文化符号；对称；数学思维艺术

建筑文化符号的“数学观”，所指的是建筑文化符号与数学有着某种密切的关联。众所周知，人类所创造的一切文化世界的符号往往基于宗教、美学、艺术和哲学等目的。通过符号物理存在形式传达与符号相对应的某些抽象意义，实现符号的表达与审美功能。

本文从对称理论出发，将数学作为方法论，研究中西方传统建筑、文化和艺术中所蕴含的数学观，探讨艺术如何遵循数学“法则”进行创作活动，并重点集中在传统建筑文化符号在构筑过程中所蕴含的数学观，其目的在于唤醒人们重视科学对艺术的影响作用。同时阐明一个基本观点：数学不仅是一种抽象的思想，只在工程设计、逻辑学、科学推理以及在物理科学理论中所起核心作用，同时也在艺术的创作方法和工具中具备重要价值。

一、数学对称理论

从理论上看，对称性是针对一定的研究对象而言的，它具体是指：在特定的变换和操作条件下，所研究的对象性质没有产生根本性的变化。其中，对称操作的结果是对称变换。对平面图形来说，对称变换只关系到设计结构，在这一环节，反演对称操作可以还原所研究的对象。而在艺术领域，对称性涉及到内容就比较多，它既与空间、形状等因素有关系，还和美感、和谐、秩序等因素有关系。

最早将“对称”理论应用到实践中的人是英国利兹大学纺织系的物理学家H.J.Woods。在20世纪30年代，他根据自己的实践成果，发表了许多论文，来解释对称在图形设计中发挥中的作用。十九世纪初，由Owen Jones所著的《装饰原理》一书出版，其对不同时期、不同地区、不同风格的角度，对图案和装饰进行了分类，进一步推广了对称理论。从数学的角度上看，许多科学家和数学家早就意识到了对称理论的重要性，得出了平面应用中的四种基本对称操作，具体有旋转对称、反射对称、平移对称、滑移反射对称。

从以上的分析可以看出，过去曾经有很多人对数学中的对称进行了研究和探讨。而在中西方的传统文化和建筑中，也存在大量的案例可供探讨。比如，要想从图形创意的理论研究与实践探索综合的角度上分析对称理论，可以参考荷兰艺术家M.C埃舍尔的研究成果。为更好地欣赏埃舍尔的艺术，我们有必要先对他的作品中的数学思想进行分析，以获得更好的审美体验。

二、数学对称原理在传统建筑文化符号中的应用

在构建文化符号的过程中，往往会应用到较多的数学理论。光是数学对称原理在文化符号中的应用，从人类的史前文化就已经开始了。从整个人类的艺术史上看，目前发现的古希腊文明、玛雅文明以及夏商周时期的青铜制品等，它们的文化符号都带有数学对称思维的特征。基于此，本文重点介绍了传统建筑文化符号中数学对称原理的应用。

具体来说，在传统的建筑文化符号中，数学对称的应用十分广泛。无论是西方传统建筑中的圣殿，还是中方传统建筑中的故宫，我们都可以找到其与数学对称之间的联系。而在文化和艺术上，对称还离不开美感、和谐等含义。究其根源，数学对称的产生来自于人们对宇宙、自然以及人类社会本身的探索，而且这种数学灵感贯穿与整个社会文明之中。从中国的文化上看，对称还和我国古代的哲学思想相关，如“天地交而万物通”、“天人合一”等哲学精神。受古代哲学思想的影响，传统建筑的文化符号在美学追求、建筑风格等方面，都会发生一定的改变。

从文化的角度上看，对称和“中庸”、“典雅”、“庄严”、“秩序”等词语密切相关。因此，在中国的传统建筑中，特别讲究对称的文化。我国的许多帝王在建造宫殿的过程中，都会在布局和结构中应用到对称理论，通常表现为：沿建筑物的纵轴线和横轴线布局。以北京的故宫为例，其将中轴线作为中心，其它的建筑物均是围绕纵轴线和横轴线布局。主宫殿一般被安排在中轴线上，次要的建筑物则按照左右对称的方式布局，居于中轴线的两侧。这就是所谓的“前朝后市”。上面提到的这种布局反映了中国古代封建社会中严明的组织纪律，它是人类智慧的结晶，也是人类文明进行沟通的重要桥梁。所以，在人类的文化、建筑和艺术当中，对称是比较常见的。又如西方建筑中法国的兰斯大教堂，其采用哥特式的建筑风格，但是在它的装饰中，很容易找到对称的应用。此外，作为世界上最大的佛教遺址，爪哇岛的佛塔群结构采用的也是基于中心及轴的反射对称原理。

尽管中西方的生活环境和民族文化都存在极大的差异，但是在他们的生活和实践中，都发现了对称原理的应用。需要引起注意的一点是，由于人们的文化背景以及所处的地理环境存在的差异性较大，所以其对于对称的理解也是不同的，这就表现在他们对美学追求、文化特征等的理解上。比如，早期的阿拉伯人和摩尔人，在对称图案的装饰风格上，有着自身独特的理解，他们的审美和表现对后世的研究有着积极的促进作用。此外，西方的一些建筑，如穆斯林和伊斯兰教的建筑，其结构和装饰都有着自身的特点，引起了人们极大的关注。

由此可见，对称已不仅仅对建筑师有吸引力，数学家、物理学家、画家、心理学家、考古乃至音乐家都在思考和研究它的意义和影响力。事实证明，数学一直伴随和见证了人类的文明历程，始终是人类文化的重要组成部分。

三、结语

综上所述，我们不难发现传统建筑文化符号和数学对称之间具有紧密的联系。以上从不同的视角、层次，全方位地对“传统建筑文化符号中的数学”进行了讨论。具体来说，以上对建筑文化符号的形式、结构及它们的表达所蕴含的数学思想与理论及其符号的审美等进行了探讨。之所以对这一现象进行分析，一方面是为了观察数学本身的科学性，另一方面是为了激发我们高中生学习数学的兴趣，多角度地欣赏数学的魅力。

参考文献：

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[3]王大千.中国传统建筑文化在建筑设计中的应用探究[J].绿色环保建材.2017（09）.

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