孩子学校数学课上刚刚讲过循环小数,这种“奇怪”的数字形式,会突然的不停的重复自己,直到永远,非常的有趣。我们之前不同的文章都有提到过,代数和几何是可以结合在一起学习的,有助于帮助理解和洞察本质。

今天,我们就从图形的角度看看循环是什么样的?先看两幅荷兰画家埃舍尔的画作《骑士平面镶嵌》、《黑白鸟的镶嵌》。

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(1)

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(2)

发现什么规律或特点了没有?对了,这几幅里面都有一些重复出现的图案元素,这一类绘画被称为镶嵌画。所谓“平面镶嵌”,是指完全没有重叠并且没有空隙的封闭图形的排列。埃舍尔,就是这么一位喜欢运用数学结构的画家,从他的作品中能看到数学原则和思想得到了非同寻常的形象化,令人无不惊叹于数学思维融入艺术创造中的奇特魅力。

如果说上面的“循环节”太短了,只有两个图案在“交替”出现的话,那么我们再来看他的一副作品《画展》。只是,需要你稍微打开脑洞一点点。

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(3)

你可以这看,从左下角顺时针向右下角看:图中是一个正在举办画展的画廊,在这个画廊中,一位年轻人在仔细地看一幅画;画中是一个港口,轮船后面是一排房子,在这排房子的右上方有个女士正在窗台远眺海边,而这位女士的楼下是正在举办一个画展的画廊,在这个画廊中,站着一位年轻人,这位年轻人正在仔细地看一幅画;画中是一个港口……这个世界就在这幅图中无限循环下去。这是一幅无限的图。

怎么样,这个“循环节”够大吧?到了这里,或许你对埃舍尔是如何发明创造出这种平面镶嵌风格的画作感兴趣,这其实是源于他的一次西班牙阿尔罕布拉宫之旅中受到的启发,宫殿利用一些简单的多边形等图形元素或它们的变体,通过平移,重复镶嵌,构造出了不同的艺术装饰。下面就是这宫殿里的三种镶嵌图形,它们分别被叫做骨头、小鸟和钉子,图案上面的图示是告诉你,这个镶嵌图形,是如何从一个基础的方或圆变体而来的。

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(4)

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(5)

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(6)

看出阿尔罕布拉宫图案中的“小技巧”了吗?实际上,我们只要去模仿它的方法再稍加一点点改变,就有可能创造出属于自己的平面镶嵌图案。你想尝试就可以自己动手吧,下面就是给出的一个小例子。

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(7)

当然,作为艺术家的埃舍尔,肯定不满足于就这样来制作镶嵌绘画,他更痴迷于那些不规则的、形状特别的平面镶嵌。例如他使用了动物形象作为镶嵌图形,尽管它们都不是几何图形,但是仍然能不留空隙地铺满平面。

直线和曲线画一幅水景画(从循环小数想到平面镶嵌画)(8)

最后,你看完埃舍尔的作品,你觉得他更像是一位艺术家还是数学家呢?但不管怎么说,你应该至少知道了,在你了解的绘画风格之外,还有这么一种创作风格,它把数学中的循环演绎得淋漓尽致。

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